どうして夏は暑くて冬は寒いの？
夏は暑い、冬は寒いのが当然なのであまり深く考える事はありませんよね。
夏は太陽が一番当たるから、冬は太陽が当たらないからという答えも間違いではありませんが、もう少し知ってみるともしかしたら日常生活にも応用できるかもしれません。
当たり前の事ですが、今一度確認をしてみましょう。
気温が高く・低くなる理由
気温の元となる空気の中には酸素だけではなく窒素などの分子が含まれています。
分子が激しく運動すると温度が高くなり、逆に運動がゆっくりしていると温度が下がります。
これは水や人や全ての物に当てはまります。
分子の運動量によって温度という物が決まってきます。
運動が０というのはこちらの記事でも書いたように確認ができないのですが、このように私たちの見えない空気の中で原子や分子の動きが変わる事で変化しています。
太陽の光が最も当たる夏なのですが、何故季節問わず出ている太陽が夏だけは暑いのでしょうか？
長時間当たるからというのも間違いではありませんがもう一つ、それは夏は地面に太陽の光が当たる角度が高いからです。
- 長時間太陽が出ている為に温度が冷めきれない
- 夏は地面に当たる太陽の光が多い
というのが暑さの原因です。
何故太陽の角度が高いと暑くなるのでしょう？
太陽の角度が高い夏は太陽から５本の熱線が照射されているイメージですが、冬は角度が低い為に２，３本しか熱線が照射されません。
真上から熱線が送られるのと斜めから熱線が送られるのでは全然違いますよね。
なので、太陽の角度が高い夏だけが空気中や地面に熱を多く与え、跳ね返った熱が空気中の分子の運動量を上げてしまうのです。
冬の場合は太陽の出る時間が夏に比べ短く、太陽の角度が低い為に熱量が低い、熱せられても太陽がすぐに沈むので冷めてしまうからです。
こうして、夏と冬の温度差が生まれてくるのです。
ほんの少しでも温度が上がると分子の持つ運動エネルギーが大きくなります。
活性化エネルギーを超える分子の数も多くなり、更に分子の運動が活発になる事で分子同士が衝突する事で更に運動エネルギーが増えます。
こうして、気温はどんどん上がってきます。
高い場所と低い場所で気温が違うワケ
例えば普段過ごしている街中と山の山頂では気温が全く違いますよね。
何故でしょうか？
それは気圧の差です。
気圧とは大気の圧力、つまり空気の重さの事です。
高気圧の場合は重い空気、低気圧の場合は軽い空気というイメージでいいです。
街中では上にある空気が多いので高気圧、山の山頂では上にある空気が軽いので低気圧になります。
標高が高くなると空気が軽くなり、標高が低いと空気が重いという事になります。
そんな空気なのですが、圧力が下がると温度も低下するという性質があります。
その性質と同じものが圧力鍋で、圧力を上げる事で温度を爆発的に上げています。
なので標高が高いと気温が低下するんです。
では何故気圧で気温が上下するのでしょうか？
気圧の違いで気温が変わるワケ
飛行機に乗ったりした後にペットボトルやお菓子の袋が膨張しているなんて事を見た事や聞いた事がありませんか？
これは標高が高い場所に行った事で気圧が低下したことにより空気が膨張したからです。
空気の膨張にエネルギーを使うために、気温を上げる為のエネルギーを失ってしまったのです。
エネルギー不足なので気温を上げる事ができないので、気温が下がってしまうのです。
これをボイル＝シャルルの法則といいます。
標高が１００ｍ毎に０．６℃の変化があると言われており、天候状況によりますが、富士山の標高は３７７６ｍなので約２２℃も温度差がある事になります。
１００ｍ毎で０．６℃の気温変化なので、１００ｍ以内の高いマンションに住んでいても地上とさほど気温は変わりませんし、中途半端に高いと遮蔽物や影がないので余計に暑くなりますので購入の際にはご注意を。
