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先日、息子がこんな質問をしてきました。

「どうして、高い所は涼しいの…?」

東京より、軽井沢のほうが涼しいのはナゼ?

という質問です。
私は半ば常識だと思って深く考えてみたことも
ありませんでしたが、いざ説明しようとすると、
よく分かりません。

どなたか、小学生にも分かるような説明を
していただける方、いらっしゃいませんか?

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A 回答 (4件)

空気は小さな粒(分子)で出来ていて、この粒が飛び回っています。



温度が高いとき、空気の粒はたくさん、速く飛んでいます。
このため、勢いよくいっぱい物にぶつかって、これが暑く感じます。
一方、温度が低いときは、空気の粒が遅く、数も少ないです。
このため、あまり物にぶつからなく、ぶつかる勢いも弱いので、暑くありません。

ところで、高いところの方が、空気が薄いです。
空気が濃い、薄いというのは、空気の粒がたくさんあるか、少ないかの違いです。
空気が薄くなると、物にぶつかる"空気の粒"の数が減りますし、ぶつかる勢いも小さくなり、暑くなくなります。

例を挙げて説明してみましょうか。
正露丸や百草丸の瓶はありませんか。
これを振ってみると、音がするでしょう?

この瓶に、薬の玉がたくさん入っている場合を考えてください。(といっても、薬丸が多すぎると、音はあまり出ませんが)
これを勢い良く振ると、中で粒が大きな音でたくさんぶつかって、たくさん音がするでしょう。これが温度が高いと言うことで、空気の粒がたくさんあって、勢いよく飛んでいるのと同じです。

逆に、薬の玉が少ない場合を考えてみましょう。
軽く振ったときは、さっきほどはあまり音がしません。
粒の数が少なく、勢いも小さい、これが温度が低い状態です。

...って、中学生や高校生はともかく、小学生には難しいかなぁ。
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この回答へのお礼

ありがとうございます。
大変参考になりました。

お礼日時:2004/04/28 21:20

 回答に対する補足を頂いたので再回答をしようと思ったら


すでに質問が締め切られてしまったので、失礼ですが
教えてgoo!の管理者様に連絡して再回答をさせて頂くことにしました。

まず補足に対する回答ですが、
軽井沢のような標高の高いところでも東京でも地面があるのに、
気温の差がある(標高の高いほうが気温が低い)のは、
空気が横方向(水平方向)にどんどん移動するからです。
私の前の回答に示した参考URLの中の私の回答の中に、
 「山は、上の方の冷たい空気の中に突きだした、
  「槍・ヤリ」みたいなものです。」
とあると思います。
地球の大気(特に対流圏と呼ばれる地表面に近い範囲)は、
基本的に、地表面に近いほど温かい温度構造をしており、
標高の高いところは、その気温が低い部分に頭を突っ込んでいるということです。

ご指摘のように、
確かに山でも地面がありますから気温は多少は上がります。
標高がかなり高い場所でも、たとえば空気の動きにくい盆地などでは、
日射によってかなり気温が上がることがあります。

「上空は空気が薄いから気温が低い」というのは少しマズイかな、
と思います。
単純に空気が薄いから気温が低いというのでは、
成層圏での気温上昇を説明できません。
やはりポイントは、
・地球大気が基本的に地表面から熱を受けて温まっていること
・空気塊が上昇しても膨張(断熱膨張)により気温が下がること
の2つです。

ちなみに、成層圏ではオゾンが存在し、
そのオゾンが紫外線に対して透明でない(吸収する)ことにより、
気温が上昇するのです。

私の拙い文章では信用度がイマイチと思いますので、
下に、「気象庁」と「森田さん」の、
この問題に関連するwebページの
URLを載せておきます。

http://www.kishou.go.jp/know/whitep/1-1-1.html

http://www.tbs.co.jp/morita/qa_kion/faq_020220.h …

それでは。
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こんばんは。



以前に同じような質問があり、私だけでなく多くの人が回答しています。参考URLを見て下さい。この参考URLにはさらに参考URLがついていますので、できればそれも見て下さい。

さて、「小学生にも分かるような説明」ですが、
私ならこんな感じでしょうか。

「高いところが涼しいって言うけれど、それじゃあ
 低いところは何で暖かいのかな。

 空気が暖かいのは、
 最近は少しは人間が出す熱も関係しているけれど、
 ほとんどは太陽の光が熱になっているんだよ。
 空気の厚さは100km以上もあるけれど、
 僕たちは太陽を見ることができるよね。
 つまり太陽の光は厚い空気を通り抜けて
 地面まで来ているんだ。通り抜けるということは
 空気に吸収されない、つまり空気を暖めずに
 地面まで来るということなんだ。
 地面はさすがに太陽の光で温められるので、
 その暖まった地面から熱をもらって
 はじめて空気が暖まるんだ。
 つまり空気は地面の熱で暖まるので、
 地面に近い低いほうが暖かいのさ。

 それともう一つ大きな理由がある。
 暖まった空気はふくらんで軽くなるんだ。
 軽くなった空気は上の方に動いていく。
 このときに、上のほうに行けば行くほど
 空気がうすくなるので、あがってきた空気はさらに
 ふくらむ。このふくらむときに、
 空気は温度が下がるという性質がある。
 これは、暖まって軽くなって上に行くときだけでなく、
 風が山の地面にそって吹いて上がっていくときでも、
 同じように上に行くと空気がうすいのでふくらんで
 温度が下がってしまうんだ。
 東京で暖まった空気が風に乗り軽井沢まで上がっても、
 やっぱり温度が下がってしまうんだ。

 もう一度いうと、
 空気はもともと地面から熱をもらって暖まるので、
 下の方が暖かい。つまり上の方は涼しい。
 さらに、暖まった空気が上の方に上がっても、
 ふくらんで温度が下がってしまうので、
 やっぱり上の方は涼しい。
 こんなふうにして、高いところのほうが
 涼しくなっているんだよ。」

長くなってすみません。では。

参考URL:http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=507876

この回答への補足

東京も、軽井沢も「地面」がありますよね。

その辺がおかしくはないですか?

一番最初の方の説明はとてもよく分かりましたが…

つまり、高い山でも「地面」があるわけですから、
「地表が暖められる」というのは東京でも軽井沢でも
同じ条件だと思うのですが…

補足日時:2004/04/28 21:23
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 そもそも空気は熱を伝えにくい物質です。

もっぱら対流することによって熱が伝わります。
 ある空気塊が上昇したときのことを考えます。空気は上空ほど気圧が低くなっていますから、空気塊が上昇するとその圧力は周りの気圧よりも高いため空気塊は膨張します。この空気塊と周りの大気との間に熱交換がない場合、空気塊の温度は下がります。(ボイル・シャルルの法則)
 逆に、空気塊が下降するときは、空気塊の圧力が周りよりも小さくなるため圧縮されます。その結果、空気塊の温度は上がります。自転車に手押しポンプで空気を入れると、ポンプの下の方が熱くなることを経験している方もいるかと思います。
 したがって、高いところのほうが涼しいということになります。

》どなたか、小学生にも分かるような説明を
》していただける方、いらっしゃいませんか?

 適当にわかるような言葉に代えて説明してあげてください。

この回答への補足

う~ん、この方のご説明は難しい…

ボイルシャルルの法則ですか…

なんか高校の化け学のときにやったな~(^^;

でも、お三方とも、ご意見が違いますね…

補足日時:2004/04/28 21:27
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こんにちは。

問題のポイントは2つあります。

1つめは、地球大気の特に対流圏が、下にいくほど温度が上昇する(地面から熱をもらうから)という構造をしていることです。これは、地球大気が太陽光線のエネルギーのほとんどを占める可視光線をあまり吸収しないことが原因です。

2つめは、もし温まった空気が軽くなって上昇しても、断熱膨張というメカニズムで、温度が下がってしまうことによります。上にいくほど空気が薄くなるから単純に温度が下がるのではなくて、気体が周囲の気圧が下がることにより膨張するときに外に向かって仕事をするすなわちエネルギーを使ってしまうことが原因です。

ぜひ、ぜひ、下の参考URLを読んでみて下さい。

では。

参考URL:http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=842814

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Aベストアンサー

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高度が100メートル上がると0.6℃気温が下がります。
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上空に行くほど気圧が低いので、上昇する空気は膨張して、気温が下がる。と、習いましたが、どうして気温が下がるのかがわかりません。空気は膨張するって言うところまでは理解できました。

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Aベストアンサー

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Q温度が上がると気圧は下がる?気圧の意味

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http://www.youtube.com/watch?v=CLvuNAhGX_8
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すると温度が上がると気圧がさがると言っているのですが
これはあっていますか?

僕のイメージでは
空気には目に見えない粒子があり、それが飛び回っていて、
気圧が高いとは、粒子が密集しており、温度が高く
気圧が低いとはその粒子がバラバラに動いており、温度が低い
これはあっていますか?


少しひっかかるのは、袋があるとし、その袋の中から外に押しているのが気圧ですか?
それとも、外から中に教えているのが気圧ですか?

教えてください。

Aベストアンサー

君の考え方にも,動画で見た先生の説明にも,少し無理というか考え違いの部分があります。

1.PV=nRT ・・・・・ この式は閉じられた空間での,乾燥した空気の話しです。
2.夏と冬との海陸の気圧差について,海洋における蒸発の問題が考慮されていません。
3.先生の説明では,冬に何故大陸に高気圧が出来るのか,海洋が低気圧になるのかの説明が不十分です。

1.は他の回答でも触れられています。あくまでも密閉された容器内での,気温と気圧の関係です。自由空間(蓋のない容器)では,下から暖められた空気は上方に逃げて行く為,気圧が下がって低気圧になっているように見えます。
2.夏の太平洋では,昼夜の平均で見れば,陸地よりも海水の方が温度が高く,その為蒸発量も海域の方が遙かに多くなります。湿った空気と乾いた空気を比べると,湿った空気の方が遙かに軽くなります。このため海域の空気は大きく膨張し対流を起こしますが,上昇できる高さには制限があります。上昇範囲の最高高度を『圏界面』と呼び,圏界面より下の対流可能な範囲を『対流圏』と呼びます。夏の太平洋では,膨張した湿った空気の勢力は四方八方へも広がります。これが太平洋高気圧の正体です。台風は,太平洋高気圧の周辺部の,気流の乱れやすい地域(陸地からの冷気と接触する部分)で発生します。
3.冬の陸地は対流(大気大循環のシステム)によって,偏西風帯が南下してくる為,冷気団を抱え込むことになります。海域では日射が弱まる為,夏ほどには高気圧が発達しません。その関係で日本付近には冷気が強く吹き出してくる訳です。

それから,『気圧』の定義についてですが,1.のような容器内ではなく,自由空間での圧力を考えます。『1平方cmあたりの地表面における空気の重さ』或いは『君の肩に掛かる1平方cmあたりの空気の重さ』と定義します。平均的な地表面付近の気圧=1気圧=1013hp はご存じでしょう。

気圧が高いとは、粒子が密集しており、温度が高く
気圧が低いとはその粒子がバラバラに動いており、温度が低い
これはあっていますか?

密閉容器内ではそう言う考え方も出来ます。別の考え方として,
密閉容器内では温度が高くなると,空気分子の熱運動エネルギーが高まり,分子同士の衝突が激しくなって,その結果として気圧が高くなる。逆に,冷えると運動エネルギーを失って気圧が下がる。・・・と考えます。
夏の太平洋高気圧は,非常に大きな密閉容器内での,大量に水蒸気を含んだ(熱エネルギー量の大きい)空気分子の「振る舞い」と,陸地での冷却・乾燥した大気の「振る舞いの結果」と理解しましょう。
解りにくい部分があったら,補足で質問してね。

君の考え方にも,動画で見た先生の説明にも,少し無理というか考え違いの部分があります。

1.PV=nRT ・・・・・ この式は閉じられた空間での,乾燥した空気の話しです。
2.夏と冬との海陸の気圧差について,海洋における蒸発の問題が考慮されていません。
3.先生の説明では,冬に何故大陸に高気圧が出来るのか,海洋が低気圧になるのかの説明が不十分です。

1.は他の回答でも触れられています。あくまでも密閉された容器内での,気温と気圧の関係です。自由空間(蓋のない容器)では,下から暖められた空...続きを読む

Q気温の逓減率は、0.6℃? 0.55℃? どちらが正しいのでしょう?

山に登ったりする際、「100m登れば気温は〇〇度下がる」という
逓減率というものがありますが、調べると「0.6℃」と「0.55℃」とサイトによってまちまちです。

「0.5℃位、別にいいじゃないか」と言わず、
(1)どちらが正しい(もしくは一般的)か?
(2)なぜこんな違いがあるのか?
ご存知の方、わかりやすく教えて頂けると助かります。

宜しくお願いします。

Aベストアンサー

>(2)なぜこんな違いがあるのか?

水は熱し難く冷めにくい物質です。 一方、空気は、熱し易く冷めやすい物質です。 だから湿度の多い空気ほど逓減率は低くなります。
実際の大気の相対湿度は 5~100% くらいの幅があります。

ご覧になったページにも書いてある通り、乾燥した空気の逓減率は、0.976℃/100m ですが、実際には完全に乾燥した空気はあり得ません。
水蒸気を含んだ空気の気圧が下がると、気温も下がります。 気温が下がれば、相対湿度は上昇し、やがて飽和し(100%)水滴が発生する。 この空気は水蒸気(水分)が多いので気圧の変化に対する温度の変化が乾燥したものより少なくなります。(湿潤断熱減率 0.5℃/100m)

一般的な大気について言えば、0.5~0.7℃/100mの逓減率となります。

国際標準大気(15℃,1013.25hPa)の気温逓減率は、0.65℃/100mと定義されています。
何かをするときは、基準 (モデル) がないと考えたり、計算したりする事が出来ませんので、モデルを作りそれに則り考察していく方法を取ります。 国際標準大気はそのモデルで、気象とか、航空関係の設計、運用などに使われています。

地表や山に近いところでは、植物の出す水蒸気で湿度が多めになりやすいので、逓減率は下がり 0.55℃/100m の値を使用した方が、実情に適するという考えがあります。


>(1)どちらが正しい(もしくは一般的)か?
実際の大気は千差万別です。 用途、条件により適切と思われる値を使うしか方法はありません。 よって、どちらも正しいのです。 

端的な話として、フェーン現象と言葉を耳にされたことがあると思います。
空気の塊が山を越える時には、気温が下がるので相対湿度は上がりますので、山を越えるときに温度はそんなに下がりません (通常平均0.5℃/100mくらいと仮定して計算します)。 山を上昇する時に空気の塊の中の水蒸気は飽和し雲を作り空気の塊の中の水分は減少します。 その空気の塊が山を越えて下降すると、温度は上昇し湿度はどんどん下がってき、その結果ますます温度は上昇していきます。 その時の平均の逓減率を 0.7℃/100m とすれば、もしその空気の塊が、1,000メートルの山を越えたとすると 0.2 x 10 = 2℃ ほど、あるいはそれ以上、元の温度より高くなる計算になります。 この現象をフェーン現象と呼んでいます。

これでお分かりのように、逓減率は1つしかないというのは間違いであると言えます。 一般的には、国際標準大気として定義されている逓減率は 0.65℃/100m で、条件によって ±0.5℃/100m 変わると覚えておけば十分だと思います。

>(2)なぜこんな違いがあるのか?

水は熱し難く冷めにくい物質です。 一方、空気は、熱し易く冷めやすい物質です。 だから湿度の多い空気ほど逓減率は低くなります。
実際の大気の相対湿度は 5~100% くらいの幅があります。

ご覧になったページにも書いてある通り、乾燥した空気の逓減率は、0.976℃/100m ですが、実際には完全に乾燥した空気はあり得ません。
水蒸気を含んだ空気の気圧が下がると、気温も下がります。 気温が下がれば、相対湿度は上昇し、やがて飽和し(100%)水滴が発生する。 この...続きを読む

Q理科についてです。気圧が下がると温度も下がると習いました。なぜですか?気圧が高いと空気の質量が多く

理科についてです。気圧が下がると温度も下がると習いました。なぜですか?
気圧が高いと空気の質量が多くて気体の温度も高いんですか?だから気圧が低くなると空気の質量が少なくなって気体の温度も下がるんですか?
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 ちょっと難しいので、中身を簡単に説明します。

 空気などの温度を上げると「熱膨張」します。これを、外から圧力をかけて無理やり元の体積に戻すと、中の圧力は上がります。
 つまり、体積を変えずに熱を加えると、圧力が上がります。

 これを逆にします。空気が冷えると、熱膨張の反対で体積が減ります(縮みます)。これを引っ張って無理やり元の体積まで大きくすれば、中の圧力は下がります。
 つまり、体積を変えずに温度を下げると、圧力が下がります。
 同じことですが、体積を変えずに圧力を下げると、温度が下がります。(これをじわじわとやると、外から熱が入って来て周りと同じ温度になってしまうので、「急に圧力を下げる」と確かに温度が下がります。これを「断熱膨張」と言います。クーラーはこの原理で温度を下げています)

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台風の季節になりましたね。TVの天気予報を見ていて、台風が起こる仕組みを子供に説明しているうちに、そもそもなぜ気圧が変化するのかという疑問に至りました。

どうしてでしょうか?地球の自転とか、そういうことかな、とも思うのですが、どうも納得のいく答えが見つかりません。よろしくお願いいたします。

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空気は熱せられると体積が膨張しますよね。熱しても重さは同じなので,体積が増えると,比重が小さくなります。したがって,熱せられた空気は,周りの冷えた空気よりも軽いので上昇します。
低気圧の発生のメカニズムは,この空気の上昇によります。
逆に,上空で空気が冷やされると,比重が大きくなって,地表に下降します。これが高気圧の発生のメカニズムです。
すなわち,上昇気流により周りの空気を引っ張るのが低気圧,逆に地表に押し付けるのが高気圧です。

台風は,南の海上で熱せられた空気の上昇によって大型の低気圧として発生します。

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温かい空気はなぜ上にいくのでしょうか?
僕は中学2年生で専門的なことはわかりませんので、
わかりやすく教えていただけたら感謝です。
宜しくお願いいたします。

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