2024年1月号　皆様あけましておめでとうございます！今月号は空気について♪

皆様明けましておめでとうございます<m(__)m> 元旦の能登半島地震に翌2日の航空機事故、ただならぬ波乱の幕開けとなった2024年辰年・・・ 地震では多大な被害が報告されています。 羽田の事故についてはJAL機に搭乗されていた方全員が無事という快挙。対して海保機は全員が殉職・・・ 海保機は能登半島地震への救援物資を運ぶ機だったとのこと。さぞ無念だったでしょう・・・ 自然災害は避けては通れないものです。 被災した後からの行動に人としての器が見えてくるものなんですね。 チームワークの力でどれだけ復旧できるか？これからが正念場です。 当社としても何かお手伝いが出来れば、と考えておりますが実際のところは難しい。 人間、一人での力には限界があります。 しかしながら沢山の力が集まれば大きな力を発揮できますよね。 さて、暗い気持ちを切り替えて今月号を始めましょう。 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 【今は冬、気温が低い時って空気はどういう状態なの？】 皆様はもうご存じかと思います。 気体は温度が低いと分子の運動量が減ることによって単位体積当たりの分子量は増えます。それは密度が高くなる事を意味します。 密度が高くなるという事は重量が増えるという事になるんですね。 暖かい空気は分子の運動量が増えお互いの距離が伸びます。ですので単位体積当たりの分子量が減り単位体積当たりの重量は軽くなります。そうなると冷たい空気と暖かい空気が混在すると暖かい空気は冷たい空気の上に移動していきますよね。この移動が大気の場合だと上昇気流となるわけです。冬の部屋の暖房では天井近くに行けば行くほど気温が高いですよね。 この動きを大きくすると積乱雲の生成となります。暑い地表で急激に暖められた空気が速い速度で渦を巻きながら上昇、その上昇気流の速さから地表では急激に気圧が下がり、気圧が下がる事によって相対湿度が下がり、水滴が生まれ雲になります。それが強い上昇気流で成層圏まで上がり急激に冷やされて凍り、氷の粒となり重力に負けた粒は地表に落ちてきます。これが雹ですね。 積乱雲のなかは渦を伴う激しい気流があり、その中を雹は激しくぶつかり合います。その衝突時の運動が静電気を生みため込み、地表との電位差が大きくなり、空気の絶縁値を超えると放電します。これが雷ですね。雷は静電気放電なんです。 低気圧の発生と高気圧の発生も温度の変化による因果関係があるんですね。これは積乱雲のようなローカル的なものではなく、もっと大きな地球規模に近いエリアでの事になります。暖かい空気が上昇し冷たい空気が下に潜るような動きになることは気体の特性なので変わりはないのですが、もう少しゆったりと大きなものがあります。 地表で温められた暖かい空気は上昇し、高高度で冷やされると下に下降してきます。上昇する際には気圧が下がり低気圧が生まれます。逆に下降する時には気圧が上がり高気圧が生まれます。そしてこれは大気の対流なので交互に現れます。そして気体が運動する際には必ず渦を巻きます。渦を巻く際に冷たい空気ほど暖かい空気の下に潜りこむ速度が速いのですがこの空気の境目が前線と呼ばれるものになるのです。 これらの空気の温度の変化により生まれる運動が様々な現象となって現れるのが天気等の自然現象なんです。空気の中に含まれる水蒸気の限界を表す飽和水蒸気量も気圧と温度によって変化します。同じ飽和水蒸気量であっても圧力が下がると水滴が生成されますし、水蒸気量自身が増えても水滴がうまれます。この現象が条件違いで変化して我々の目に触れる事になるんですね。 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 【冷えた空気と暖かい空気のあれこれ】 ・空気抵抗 空気抵抗についていえば暖かい空気のほうが低くなりますよね。前述した通り、暖かい空気は単位体積当たりの空気の分子量が少ないために密度が低いんです。密度が低いという事は空気が軽く、動く際の運動エネルギーが小さくなります。 抗力(D)は1/2ρ*v二乗*S*抗力係数で表されます。 ρ：密度 ｖ：速度 ｓ：代表面積（投影面積でも可） このように空気抵抗を求める式の中に空気密度が含まれます。ということは密度が低いほど空気抵抗は少なくなるのです。 ただし、この考察の中には物体形状や表面摩擦にかんしては考慮されていませんが・・・ 気温が低いと密度が上がるために抗力値はあがります。