気象の勉強をする旅に出よう！

🐱：もう気象のことがわからないの！だから空の旅に出るの！✈️

🤖：唐突やな。まぁ、机で勉強してるだけじゃ飽きちゃうからな。でもその前に…気象の大原則を知ってから行こう。

気象を勉強する上で空気のあたたかさは重要ポイントになります。

日々、風が吹いたり雲や雨などの気象の変化が起きるのは空気がその場でじっとしていられないためです。空気が動いてしまう原因を作っているのが温度差です。

重たい空気と軽い空気を理解しよう！

🤖：いきなりだけど他の条件が同じ「暖かい空気🔥」と「冷たい空気☃️」があるとしよう。どっちが軽くて風船のように上にいくと思う？
🐱：これはわかるよ。【暖かい空気】だよね。熱気球を思い浮かべればいいよね🎈
🤖：ソウソウ。熱気球は気球の中にある空気をバーナーの火で温めて浮上しているんだ。バーナーで温められた空気は上へ上へのぼろうとするからその空気を球皮という袋でつかまえて一緒に持ち上げてもらってるんや。

🤖：モウヒトツ！湿度についても覚えておいて欲しいんや。
【湿った空気】と【乾いた空気】どちらが軽くて上に上がると思う？

🐱：(´・△・)えー。むずかしい。霧とかをイメージすると湿った空気の方が重そう。

🤖：トコロガドッコイ。【湿った空気は軽くて浮く】んや。水分が重いというのは幻想なんや。湿った空気がなぜ軽いかは次のような理屈なんだがめんどくさかったら飛ばしてええで。

湿った空気はなぜ軽いのか

答え：水の分子が空気中にある水より重い分子をどかして置き換わるから

空気は、主に窒素（78%）、酸素（21%）、そして少しの二酸化炭素やアルゴンなどからできています。これらの気体はそれぞれに重さがあります。

水蒸気の重さ
実は窒素や酸素の分子よりも水蒸気（湿った空気に含まれる水の成分）は、軽いです。
それぞれの分子を同じ個数ずつ集めてみると、

• 水の分子：約18グラム
• 窒素分子：約28グラム
• 酸素分子：約32グラム

人で例えるなら

• 水分子　：💃理想体重女子45kg
• 窒素分子：🕺高身長イケメン男子70kg
• 酸素分子：💪ムキムキ格闘家男子80kg

このくらいの違いがあります。

では高身長イケメン男子🕺(窒素)×78人、ムキムキ格闘家男子💪(酸素)×21人、その他👤×1人が乗っている100人乗りの飛行機があるとします。これが空気中に含まれる割合です。そこで男子たちを何人か下ろして空いた席に45kg女子💃(水分)を乗せた方が飛行機は軽くなってより高く飛べます。空気が湿ると軽くなるのはこんなイメージです。

湿った空気と乾燥した空気

湿った空気には水蒸気が含まれていますが、乾燥した空気には水蒸気が少ないです。湿った空気が増えると、その中の水蒸気が窒素や酸素を置き換わります。つまり、重い窒素や酸素が減って、軽い水蒸気が増えるので、全体として湿った空気は軽くなるのです。

まとめ

湿った空気の方が軽かったなんて意外ですよね。この超基本がこの先重要になるからしっかり覚えておこう。