標高が上がると，気温が下がる，ということについて

Question

ある資料に，
標高が100m上がるにつれて，鉛直方向の気温減率は -0.65℃
風が山の斜面を上がっていくときは，100ｍにつき-1.0℃
と書かれていました。
この２つは，どのような点で異なるのでしょうか？
ご存知の方がいらっしゃいましたら，どうぞよろしくお願い致します。

trajaa · Accepted Answer

色々な解説記事がありますが
今回はこちらを紹介してみます
https://www.s-yamaga.jp/nanimono/taikitoumi/dannetsuassyukutokumonohassei.htm

実際には温度変化に指標というか考え方には３種類の考え方が必要です
対流圏全般での傾向という意味での-0.6度が「気温減率」

理想的な気体（断熱されて充分に乾燥していて水蒸気の存在考えない）での温度傾向が-1.0度の「乾燥断熱減率」

二番目の逆の意味の気体(空気中の水蒸気が飽和している)での-0.5度の「湿潤断熱減率」

ですから、-0.6℃も-1℃もどちらも正解で使ったり考えたりする条件が違うということ

一般生活に於いては、
自宅との標高差800mのところに明日ドライブ＆ハイキングに行くと計画した
明日の天気予報では自宅周辺は最高気温15℃だけど、山の上は5℃くらいは下がるので10℃前後になりそう
防寒着は必要だね
という感じの使い方になりますね

晴れて乾燥しているほど温度低下は進む
雲が多い日は想定より温度低下は小さくなる
※でも太陽熱による恩恵は逆

e12mv2 · Answer

空気が乾燥している場合、気温は約１℃ずつ下がる。
空気が湿っている場合、気温は約０．６℃ずつ下がる。

これは、空気中の水蒸気が潜熱を放出し水滴に変わるからである。
潜熱が放出された分空気は温められ、０．４℃の差ができるのである。

鉛直方向とか山の斜面とかは関係ない。
でないとフェーン現象が説明できなくなる。

yhr2 · Answer

No.3 です。「補足」について。

＞標高が100m上がるにつれて，鉛直方向の気温減率は -0.65℃
の場合，これによって雲ができるということはあるのでしょうか？

「気温減率」で決まるのではなく、空気の相対湿度（それによって「飽和状態」になる温度 = 「露点」が決まる）によります。

また、#3 に書いたように「乾燥空気の温度変化」に「相対湿度による水滴発生量に応じた凝縮熱」が加わって実際の「気温減率」が決まることになります。
「いつでもどこでも一律の気温減率になる」というものではありません。

ついでに、#3 の一か所で「断熱傍証」になっているのは「断熱膨張」の誤植です。スミマセン。

trajaa · Answer

雲が出来る状況もあれば
雲が形成されない場合もある
状況次第で様々ですね

様々な状況の平均的な傾向がその数値ということに成る

yhr2 · Answer

標高による温度変化は、ある意味で「安定して、平衡状態を保ったままの変化」ということです。
教科書には「変化から十分に時間が経った後」と書かれるような状態。

それに対して、「風が山の斜面を上がっていくとき」は、まさしく「激しく変化中」ということです。一時的・過渡的な変化をしている真っ最中なのです。
いちばん大きい効果が、急激に圧力が下がる（標高が高いと、その上に積み重なる大気の高さが減るので気圧が下がる）ことによる「断熱膨張」であり（周囲から熱が流れ込むことなく膨張する）、急激に温度が下がります。
それが周囲の空気と混じりあって上記の「標高による温度」になるので、断熱傍証による温度低下はそれよりも大きいのです。

実際には、「断熱膨張のよる温度低下」で空気中の水蒸気が凝縮して雲や雨になり、そのときに「凝縮熱」を発生することもあるので、現象としてはさらに複雑になります。
（「凝縮水」が雨となって失われると、この付加された凝縮熱が風が山を下るときの「断熱圧縮」の温度上昇に加わって「フェーン現象」を引き起こします。雨で水分が失われているので「気化熱」で温度が下がらない）

気象現象は、教科書で習うひとつひとつの「原理」や「法則」を組合わせて考えなければいけない複雑な現象です（現実世界の自然現象はみんなそうです）。

mimon01 · Answer

風が斜面を上がる場合には、気圧の低下に伴って断熱膨張により-1.0°C程度の温度低下が生じますが、全く気流が無い状態だと太陽熱は平地と同じように供給されますから、温度差は無くなります。
現実的には風が吹いたり吹かなかったりしますので、その中間の温度で定常状態になるという事です。

標高が上がると，気温が下がる，ということについて

色々な解説記事がありますが

空気が乾燥している場合、気温は約１℃ずつ下がる。

No.3 です。

雲が出来る状況もあれば

標高による温度変化は、ある意味で「安定して、平衡状態を保ったままの変化」ということです。

風が斜面を上がる場合には、気圧の低下に伴って断熱膨張により-1.0°C程度の温度低下が生じますが、全く気流が無い状態だと太陽熱は平地と同じように供給されますから、温度差は無くなります。

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