上空の空気を地上まで下すと

質問

上空の空気を地上までおろすと、一般に地上の気温よりも高くなる、という記述があります。温位が高いというそうです。
上空ほど乾燥しているからみたいですが本当でしょうか。
どのように考えたらいいのか教えてください。

回答No.2

tmys10 · ベストアンサー

水分を含んだ空気を持ち上げると100m毎に0.5度下がりますが、その途中で水分は凝結し空気は乾燥します。乾燥した空気を降ろすと100m毎に1度上がります。
温度が下がったり上がったりする率は空気に含まれる水分によって異なるからですが、よくフェーン現象の説明に使われます。

フェーンとは
https://kotobank.jp/word/フェーン-123381

お礼

回答ありがとうございました。フェーン現象で理解できました、

回答No.3

fujic-1990

１番回答者です。すみません、勘違いしていました。地上に持ってきた空気塊がもともとの『地上の気温よりも高くなる』点の説明が欲しかったのですね。上空より、気温が高くなるという話をしてしまいました。失礼しました。

　その理屈は「フェーン現象」を考えればいいのだと思います。

　山脈に当たった風は、山に沿って上昇するとき雨や雪を降らせ、水分を失って乾いた風となって反対側を下ります。

　山を登るとき、空気は100ｍにつき0.5度温度が下がります。空気の中の水分が凝縮する（水蒸気が雨になる）ことで熱を空気に与えますので、空気の温度は0.5度しか下がらないわけです。

　しかし、山を駆け下る空気は、上る時とは反対に気化して空気から熱を奪うはずの水分が無くなっているので、温度（気温）は水分で下がることなく、100ｍにつき１度上がるのです。

　その違い、100ｍにつき0.5度の差が積み重なって、地上に着いた時、かなり、もともと地上にあった空気よりも熱く（暑く？）なってしまいます。

　質問者さんの「乾いた上空の空気」も、水分の影響を受けず、100ｍ下ろすごとに１度上がって行くので、一般に地上の気温よりも高くなります。

　取り急ぎ、修正致しました。

お礼

回答ありがとうございました。フェーン現象で理解できました、

回答No.1

fujic-1990

上空に行けば行くほど空気は薄くなりますよね。逆に言えば、下に行くほど、空気は濃くなるわけです。

　空気が濃くなればなるほど、圧力（気圧）は高くなります。

　横道に逸れますが、自転車のタイヤに空気を入れるポンプ（空気入れ）、空気を入れ始めると熱くなってきます。触れられないほど熱くなったりします。

　つまり、気体に圧力を掛ければ掛けるほど（気圧が高くなれなるほど）、気体の温度は高くなるわけです。

　であれば、上空の薄い空気塊を完璧に断熱して、圧力の高い地上へ持ってくれば、受ける圧力の増加によって高温になるのは理屈通りではないでしょうか。

　乾燥・・・ は、小学校あたりで「雲を作る実験」というのをやったことはないですか。フラスコなどの中の気圧を、注射器のようなもので加減することで雲が出たり消えたりします。

　雲ができるときには、雲は小さな水滴ですから、気体が液体になるので周囲に熱を与えます。つまり周囲の空気の温度を上げます。逆に雲が消えるとき、水滴が気体になるわけなので、周囲から熱を奪い、空気塊の温度を下げます。

　それでその空気塊の中の水分量で、地上に持ってきた時の気温に誤差が生じます。「あれ、３度気温が高くなるはずなのに１度しか上がってないぞ」みたいなことになりかねない。

　が、上空の空気を地面近くまで（断熱・隔離して）持ってくれば温度が上がるという基本的な理屈は、水分による気化や凝縮とは関係なく、変わらないのではないでしょうか？

　上空の空気は乾燥しているので、水分が少ない。だから水分の気化熱・凝縮熱による影響を受けにくい（計算通りの数値になりやすい）とは言えますが、上空の空気が乾燥しているから地上にもってきた場合、気温があがる（乾燥していなければ地上に持ってきても気温は上がらない）とは言えないと思います。