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【読むeラーニング】第3章 大気の熱力学2 〜その1〜「相変化・大気中の水分」

気象予報士講座 「第3章大気の熱力学2 〜相変化・大気中の水分」より

気象予報士講座 「第3章大気の熱力学2 〜相変化・大気中の水分」より

(第1章 太陽系 〜その12〜「大気の鉛直構造・成層圏」の続き

「これまではですね、乾燥空気ですとか、蒸発とか凝結をしないという前提で勉強をしてきましたけれども、実際の大気の中ではですね、空気が蒸発したり水蒸気が蒸発したり凝結したりと、いうのを繰り返えしていますので、今日はその大気中の水分について、ちょっと勉強ていきたいと思います。」

地球上ではですね、水は相変化といって3つの状態に変化します。ご存知の様にですけども、水と水蒸気と氷という状態に変化しますけれども、物質が状態変化をするときにですね、実は熱が出たり引っ込んだりしてるんですね。そういう状態変化するときに引っ込んだり出たりしている熱のことを「潜熱」という風に言います。」

「これが皆さんも一度は見たことがある状態変化の三角形ですけども、水蒸気が水になったり、水が氷になったり、氷からすぐ水蒸気になったり、逆もありますね。で、この赤い矢印が、潜熱、今言った熱ですね。吸収する方向です。青い矢印が潜熱を放出する方向です。まず潜熱の放出から見ていきますけれども、水蒸気が水になるときに凝結熱という潜熱を放出します。」

「また、水から氷になる時も、凝固熱という潜熱の放出があります。さらにですね、水蒸気からいっきに氷になる時には、昇華熱というこれもまた潜熱ですけれども、潜熱が放出されるんですね。」

「逆にですね、氷から水に溶ける時には、融解熱という潜熱が今度は吸収されます。で、水から水蒸気になる時には、蒸発熱という潜熱を吸収する訳ですね。で、氷から一気に水蒸気になる時は、名前は同じですけども、昇華熱という潜熱が吸収される。という風な熱の出し入れがあるんですね。で、その熱の出し入れ、潜熱の分量なんですけれども、ここにありますように、蒸発、凝結熱には2.50×106、融解熱・凝固熱は0.334×106、あと昇華熱ですね、2.83×106、この数字を覚える必要な無いんですけども、一番多いのが昇華熱ということは覚えておいた方がいいですね。やはり、氷から水蒸気、水蒸気から氷と、一気に状態変化するときにはエネルギーが多く潜熱が多く出し入れされる訳ですね。これ見てわかる通りですね、昇華熱は凝結熱+凝固熱、蒸発熱+融解熱、この上の二つの和になっております。」

第3章 大気の熱力学2 〜その2〜「相変化・大気中の水分」へ続きます。

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