雨

thumb thumb 雨（あめ）とは、空から水滴が落ちてくる天候のこと。また、その水滴。

雨の成因

雨は、気象学的には、地球上で水が循環する過程（水循環）で起こる降水現象の一つと位置づけられる。 雨は、上空の気温（氷晶になるかならないか）により以下の二つに大別できる。すべての雨は空気中の水蒸気を起源とする（気体である）が、それ以降、液体と固体の状態を経て降る雨が冷たい雨、液体の状態だけを経て降る雨が温かい雨である。 ただし、これらとは異なる機構で発生する降水現象もある。冷たい雨と同じようなプロセスを経るもので、はじめから気温0℃を大きく下回る空気の中に入っていて、水蒸気が昇華して氷晶となるところから始まるものもである。これは具体的には細氷を指すが、雨とは異なるのでここでは詳説しない。

冷たい雨

水蒸気が凝結してできた水滴が、気温0℃を大きく下回る空気の中に（上昇して）入って凍り、氷晶となって成長し、気温0℃を大きく上回る空気の中に（落下して）入って融け、降る雨。解けずに降れば雪など（その他に霰、雹が含まれる）になる。 「気温0℃を大きく下回る空気」で凍るとしているが、実際の空気中では、気温が0℃を少し下回ったくらいでは凍結が始まらないことが多いためである。温度0℃以下で凍らない状態を過冷却と言う。 雲の中で一部の水滴が凍って氷晶になり始めると、まだ凍っていない過冷却の水滴は蒸発して氷晶の表面に昇華するため、急速に成長する。 氷晶が落下する途中で、気温が摂氏0℃より高い領域に達すると氷晶は融け始め、完全に融けると液体となり、雨粒となる。融けきれない場合は雪となる。地上の気温が摂氏2℃以上の場合、上空1500mで-6℃以上、または上空-5500mで-30℃以上で冷たい雨（または霙）である。 「気温0℃を大きく上回る空気」で融けるとしているが、これは、氷晶が0℃以上になっても、氷晶が昇華してその際に奪われる昇華熱により氷晶の温度が低下するため、0℃を数℃上回らないと完全に融けない。また、湿度が高いほどこのときの温度は低くなる。 日本の降雨の8割はこの「冷たい雨」の機構で起こるといわれている。

暖かい雨

水蒸気が凝結してできた水滴が、水滴のまま成長し、そのまま降る雨。こちらは気温0℃以上の場合の現象であるが、0℃以下であっても水滴が過冷却のまま凍結しない場合もある。 湿潤な空気が上昇すると、断熱膨張により冷却が起こり、凝結高度に達すると過飽和の状態になる。この際、大気中のエアロゾルを凝結核として雲粒が成長する。この成長はゆっくりしたものであるが、雲粒同士の併合過程により、一部の雲粒が急速に成長して重力に耐えきれなくなるほど大きくなる。この併合過程は、海洋性の積雲の場合に急速に成長する条件がそろっている。 …続きを読む