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江波山気象館 メールマガジン
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2013年 3月号
メールマガジン版江波山気象館情報しおかぜ

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広島市江波山気象館から
気象に関するさまざまな情報をお届けします。
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空気の重さってどれくらい
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 私たちのまわりにある空気ですが、普段はあまり意識することなく生活をしています。この空気にも、もちろん重さがあり、私たちの体もその力を受けています。また、この空気の重さによる力の変化は、気圧の観測値として、天気予報にはかかせない情報です。でも、「気圧は空気の重さによる力をあらわしている」といわれても、あまりピンときませんね。では、空気の重さってどれくらいなのでしょうか。
 手のひらに載った空気の柱を想像してみましょう。高さが、約10km以上もある見えない柱とすると、その重さは、100kgにもなります。1平方メートルの地面の上にある空気の重さで考えると何と約10tにもなります。地上における空気の重さって、想像していた以上に、ずいぶん重たいものなのですね。
 ところで、空気に重さがあることを最初に発見した人は、ガリレオです。ガリレオは、空気をガラスの容器に圧縮して詰め、精密なはかりを使って計測したり、ガラス容器の重さを計ったりしつつ、空気に重さがあることを見出しました。
 その後、ガリレオの弟子トリチェリによって空気の重さによる力(気圧)が発見されました。彼は、実験に水銀を用いました。その方法は、まず、一端が閉じたガラス管の中に水銀をいっぱいに入れます。次に、ガラス管の開いた端を水銀の入った水槽に入れ、水銀面の下まで沈め、ガラス管を立ててみました。するとガラス管に入った水銀は、高さ約76cmのところで止まり動きませんでした。彼はこの実験をもとに、空気の重さによる圧力が水槽内に入れた水銀面を押し、その圧力が下がろうとするガラス管内の水銀を支えたために一定の位置で止まったものであると提言しました。
 「富士山(標高3,776m)などの高い山に登ると、地上とは違った体験をした」という話を聞きます。例えば、山頂で炭酸ジュースを飲むために、缶のふたを開けると、地上で開けた場合に比べ、中味が勢いよく飛び出してしまい注意が必要です。また、しっかりと閉じたお菓子の袋をリュックに詰め、山頂に持ち上がると袋がパンパンになるくらい膨らんでしまいます。地上付近の気圧が高い状態で、缶や袋に詰められたものが、高い場所に行くと、まわりの気圧は、地上にいる場合に比べて小さくなります。そのため、山頂では、缶や袋の内側と外側の気圧のバランスが崩れ、地上付近では見られない現象が起こってしまうのですね。
 では、どれくらいの気圧差があるのでしょうか。その大きさは、地面から5km高くなると、地上の約半分になり、10km高くなると4分の1の力になってしまうのです。
 地上天気図を見ると、気圧の等しい地点を曲線で結んだ等圧線で描かれています。天気の変化を判断するためには、地上付近の気温や風速にもまして、気圧の状態を知ることが必要です。そのため、天気図には、気圧の値が記入され、予報に役立っているのですね。