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夏と冬や、昼と夜など、風の向きが違うのは、水や土の比熱のせいなんですか?

夏の砂浜は熱いですが、海はそこまで熱くないですよね。プールのコンクリートは熱いですが、プールの水はなんだか冷たいとか・・・。

これは、比熱によるものです。比熱とは、1 gあたりの物質の温度を、1 Kあげるのに必要な熱量のことです。(物質1 gあたりの熱容量ともいいます。)

比熱が小さい物質は、1 Kあげるのが簡単ということですから温まりやすく、1 K下げるのも簡単ということですから、冷えやすい性質があります。

そう考えると、砂浜やコンクリートは、温まりやすいから熱くなりますよね。つまり比熱が低いということですね。

海やプールの水は、そこまで熱くならない、ということは、温まりにくいということですから、比熱が高いということですね。

では、比熱が高い物質と低い物質を横に並べると、どうなるのでしょうか。

昼や夏は、陸(砂浜やコンクリート)の方が熱くなり、海は熱くなりにくいです。

空気は、温度が高ければ体積が大きくなります(膨張)。重さ(質量)が変わらないのに体積が大きくなる、つまり、密度が下がる=軽くなることになります。 このため、暖かい空気(陸の上にある空気)上昇気流になります。上昇するということは、空気が少なくなってしまいますから、気圧が低い、低気圧になりますね。

海は陸より気温が低いです。したがって、海面上の気温が低いため、空気は膨張しません。密度が陸の上より大きい=重いということになります。こうなると、空から海面上にかけ重くなっていきますので、下降気流が発生します。下降するということは、空気が多くなってしまいますから、気圧が高い、高気圧になりますね。

風は、空気たくさんある(高気圧)から空気が少ない(低気圧)の方に流れていきます。気圧傾度(大気中において気圧の差によって生じる力)が、高気圧から低気圧の方の向きにあると考えます。

したがって、海面上から陸に風(海風)が吹き、陸から上昇し、陸の上空から海の上空に風が吹き、下降して海面上に戻っていきます。こうして、風が一周していきます。

夜や冬は、この逆です。陸が冷たく、海が暖かく(冷めにくい)なります。したがって、陸は下降気流が発生し高気圧になり、海は上昇気流が発生し低気圧になります。このため、陸から海へ、陸風が吹きます。海は高気圧ですから、上昇気流が発生し、海の上空から陸の上空に風が吹き、陸の上では下降気流となります。こうして、風が一周(昼や夏とは逆向き)していきます。

日本でいうと、夏は大陸が暖まり(低気圧)太平洋が暖まりにくい(高気圧)ので「南風」、冬は大陸が暖まりにくく(高気圧)太平洋が暖かい(冷めにくい)(低気圧)ので、北風になります。

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