お尋ねします。

お尋ねします。
気象学や地学の分野で断熱圧縮、断熱膨張という言葉がけっこう頻繁に出てくると思います。
フェーン現象を説明するようなときにも空気塊が山の斜面に沿って上昇するとき、断熱膨張によって冷却され、..云々ということです。ここでいう断熱とはすなわちその空気に対して外部からの熱の出入りが遮断されるという意味でしょうか。そのような仮定は十分一般的に成立するものなのでしょうか。例えば熱の出入りが効くよりも現象が早いとか、そういうことでしょうか。

例えば空気塊が上昇すると冷却される理由は周りの空気が冷たいからではないでしょうか。そうしますと、熱の出入りが生じているわけですから断熱ではないように思います。それとも空気塊が上昇して気圧が低くなることによって膨張し温度が下がる度合いが周囲との熱の交換による温度変化よりも支配的であり、熱の交換は十分無視しうるという意味の断熱でしょうか。

実際の気象現象で”断熱○○”という仮定がどういう意味合いなのか教えて頂きたいのですが。
よろしくお願いします。

No.2 ベストアンサー 回答者： vsl2000 回答日時： 2010/09/16 22:07

地学分野のことがらについて考えるときに大事なことは、扱われる事象のスケールを把握することでしょう。

＞フェーン現象を説明するようなときにも空気塊が山の斜面に沿って上昇するとき

　質問者さんはその空気塊として、どのくらいの大きさのものを考えていますか？
　山を乗り越えてゆく空気塊の厚さは少なくとも数百メートルはあるであろうとは思いませんか？
　空気塊の幅は、これまた少なくとも数キロメートル、いや数十キロメートルはあるんじゃないでしょうか。
　その大きさの空気塊が冷たい空気に触れたからといって、すぐに冷やされるものかどうかお考えになってみてください。

この回答へのお礼

ありがとうございました。
現象が断熱なのではなく、状況が十分断熱的であるということだと思います。近似的にそうだということなのでこのことは明瞭に記述されるべきだと考えます。そうでないと2つの空気塊の界面では熱の交換がないと思ってしまうからです。（初学者はそう思い込んでしまうので）
私が見た範囲ではこのことを明瞭に述べた本はないように思いますが（たぶん存在するだろうとは思いますが）。哲学的になりますが、言葉というものは近似を許さないものだと思います。

お礼日時：2010/09/17 13:59

No.1 回答者： -ok 回答日時： 2010/09/16 21:54

>熱の出入りが効くよりも現象が早いとか、そういうことでしょうか。

そうだと思います。タイムスケールを比較すると、熱の出入りによって温度が変わるタイムスケールが、いま考えている現象がおこるタイムスケールに比べてじゅうぶん長いということでしょう。

>それとも空気塊が上昇して気圧が低くなることによって膨張し温度が下がる度合いが周囲との熱の交換による温度変化よりも支配的であり、熱の交換は十分無視しうるという意味の断熱でしょうか。

無視しうるかどうかは別にして、支配的な過程ではないという意味ではあると思います。内容的にはタイムスケールの議論と同じであると思います。

気象の素人が推測で回答しました。

この回答へのお礼

回答有難うございました。
全ての学問（の権威）がこういう構造を持つと思いますが、近似的に成り立つことを”そうだ”と言い切ってしまうように思います。そういう風に考えた方が学問が進歩するということはあると思いますが、疑いの目は持ちたいと思います。

お礼日時：2010/09/17 14:05