2009年5月19日

着氷性の霧メカニズムと成因

空気が過飽和(湿度100%以上)になると、その空気に含まれる水滴は凝結して雲(霧)になり始め、過飽和度(100%を超えた分の湿度)が高くなるにつれてその中の水滴の密度が高くなってくる。

霧ができた状態で、何らかの原因によってこの空気が冷やされて0℃以下(氷点下)になると、霧はふつう過冷却の水滴になる。これは、日常生活の中で水が0℃を下回るとすぐ凍結するのとは違い、霧が空中を浮遊しているために起こる。

水が凍結するためには、結晶化が安定して進む必要がある。そのためには、水分子が微小スケールで集まるための、核となる物質や衝撃などが必要になる。地球上の多くの大気中には、この核となる物質(凍結核)が少ない。また、衝撃の要因も少ない。

よって、気温0℃?約-42℃の範囲では、着氷性の霧が存在する。-42℃はほぼ全ての水滴が凍結する温度である。-32℃くらいで、凍結核無しでも自ら凍結する水滴が現れ始める。また、少ないといっても凍結核は存在しているため、-15℃くらいで、凍結核によって凍結する水滴が現れ始める。

霧の中で数滴が凍結すると、周りの水滴が蒸発・昇華して成長するライミングが起こり、凍結が進んでいく。気温が低くなるほど凍結する水滴が増え、ライミングの速度も増す。ただ、凍結が始まる15℃以下の温度でも、短時間であれば着氷性の霧は存在する。フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』引用

雲及び霧の発生を物理的に見ていくとこんなに不思議な現象が起こるんですね。

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