上昇気流は何なのか。なぜ地面が温められると上昇気流ができるのか簡単に教えてもらえると助かります！

上昇気流は何なのか。なぜ地面が温められると上昇気流ができるのか簡単に教えてもらえると助かります！

No.4 回答者： yoreyore 回答日時： 2020/06/21 14:19

上昇気流は、地面が冷えている場合でも、風が吹いて、風邪の進行方向に山や丘の大きな高まりがあっても、空気の塊が後ろから押すので、上昇気流になっていくこともあります。

また、夜間あるいは夜間の時間が長くなる冬の季節に地面が冷えて空気の塊の大きさが小さくなり、周囲の海上の空気の塊の温度低下がそれほどではない場合に、陸地の上の空気の塊が海上の空気の塊を押し出して上昇させるという場合もあります。

また、(大量の空気の塊が連続して北西に向かう流れA)と(大量の空気の塊が連続して南西に向かう流れB)が2つあって、そのAの流れとBの流れが合流して西に流れるような場所では、連続して上昇気流が起きる帯状の地域ができます。　
地球はなんていうか東に向かって自転しているので、地面との関係でいうと空気の塊は地面の回転移動よりも遅いので、空気の塊は西に流れているようになるし、その遅れは赤道付近が最大になるので、赤道付近で西風になるのですが、そのあたりで、南北からくる空気の塊がぶつかり押し合って、上昇気流になります。

竜巻とか台風とかでも、地面や海面が温められたからというよりは、空気の塊の流れがぶつかり合って渦になって（空位の塊の行き場所は上空のみなので）急激に上昇気流となることが多いです。　上昇すると気圧が減って空気の塊が膨張して温度が下がるハズなのですが、空気の塊に含んでいる水蒸気が水滴などに変化するときに熱をだして空気の塊の温度の低下を止めたり(空気を暖めているようなものです)、どんどん上昇気流が強くなることも多いです。　積乱雲などは、その中で上昇気流を盛んに起こしているので、直下の地表の温度変化とは関係ないです。

ネットで質問するよりは、教科書とか参考書、図書館の本を自分で調べるとか、ネットを利用する場合でも質問しないで、自分で検索してサイトを探した方が、自分が求めているのにぴったりのものが見つかると思います。

No.3 回答者： yoreyore 回答日時： 2020/06/19 18:08

空気というのは、混じり合いがおきにくいのです。

　コーヒーにミルクを混ぜるときにも、注いだミルクはすぐにはコーヒーに混ざらずに、濃茶と白の模様ができます。　屋外で風が吹いていても風そのものには色がないので見えはしませんが、木の葉や木の枝、風車、風に煽られる傘やスカートの裾、あるいは扇風機の風で、空気がすぐには周辺に混ざり込んでしまわずに、流れを作って動くのがわかります。
流れを作って空気が動くというのは、目に見える流れで言えば、道路などでの人の流れ、車の流れのようなイメージです。　空気は、塊(かたまり)がたくさん隣り合っているようにして、押し合いへし合いしながら移動するのです。
そして、(空気のかたまりの大きさ)は、No.1やNo.2の回答者さんが書いているように、(空気のかたまりの大きさ)=(周囲の圧力が高くなると大きさは小さくなり、周囲の圧力が低くなると大きさはふくらむ)(空気のかたまりの温度が下がると小さくなり、空気のかたまりの温度が上がると大きくなる)のです。　
そして、例えば、膨らました風船とサッカーボールのようなのたくさん混ぜてトラックの荷台に載せて揺らすと、体積あたりの重さで比べると(膨らました風船が、サッカーボールより軽い)ので、サッカーボールがトラックの荷台の中で、サッカーボールが下に、風船が上にとだんだんに移動します。　風船が上昇し、サッカーボールが下降するのです。　上昇と下降とは同時に起きます。　上昇するのがあれば、下降するのも起きるのです。
フライパンを空のままレンジ台に乗せて、レンジで加熱すると、フライパンのところの空気が熱せられて、(フライパンに接している空気のかたまり)の温度が上がり、膨張して、(フライパンに接している空気のかたまりA)の体積あたりの重さが、(周囲の空気のかたまりB)の体積あたりの重さより軽くなるので、(周囲の空気のかたまりB)が(フライパンに接している空気のかたまりA)を押し上げて、(フライパンに接している空気のかたまりA)は(フライパンに接していた空気のかたまりA')となって上方に移動し、(周囲の空気のかたまりB)は(フライパンの上に移動してきた空気のかたまりB')になります。　それが繰り返されるのです。　また(フライパンに接していた空気のかたまりA')は急には冷えないので、膨張したママの状態を保ち、その下から次々上昇してくる新しい(フライパンに接していた空気のかたまりA'、A’’、A’’’)から押し上げられてしまいます。下から押し上げられた(元はフライパンの熱で膨張した空気のかたまり)は、(水平位置で周辺にある空気のかたまりC、C'、C'')よりは、体積あたりの重さが軽いので、C、C'、C''をどかして横(水平方向)に移動することはなく、上方向に押し上げられて行くのです。

このフライパンのような状態が、地面でおきます。　直射日光が当たっている舗装道路だと、熱が地下に伝わるのが遅く、また水分を水蒸気にすることもないので、舗装面が高温になって接している空気のかたまりの温度が上昇し、膨張します。　畑や森林と比べると荒れ地や屋根の多いところが温度が上昇しやすいです。　

とても広い範囲で、地面や海洋、砂漠、森林地帯、ステップ(草原)がほぼ一様に暖まってしまうようなところでは、いわゆる上昇気流は起きにくいです。　台風、熱帯性低気圧のようなのが起きる上昇気流は、これとは別の条件が重なり合って起きるものです。

No.2 回答者： yhr2 回答日時： 2020/06/18 22:39

温度が上がれば気体の体積は膨張します。

気体の状態方程式はご存じですよね？
　PV = nRT
ですから、P が一定（大気圧）で温度 T が大きくなれば体積 V が増加しますから。

質量が同じで体積が大きくなれば、「密度」（単位体積当たりの質量）が小さくなる、つまり「軽く」なります。
軽くなれば「重力」が小さくなって上昇し、大気の「対流」が生じます。上昇したところには周囲から空気が流入してきます。

No.1 回答者： 死ぬこと以外かすり傷 回答日時： 2020/06/18 21:59

重さ（質量）が変わらずに体積が増えれば、密度が小さくなります。

、 逆に温度が低ければ、体積が小さくなるので密度が大きくなります。 冷たい空気と暖かい空気が隣り合っていれば、暖かい空気は（軽いため）上がっていくことになり、冷たい空気は（重いため）下がっていくことになります。