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風~循環と錯覚の力が生み出す「追い風」~(その6) - 2011.07.29 Fri

Ⅱ 大気の循環

前章では難しいお話にお付き合いいただいてありがとうございました!!

ご理解いただけたでしょうか?

今度は私たちの地球をとりまく大気の大循環についてお話したいと思います。


まず大前提として

温かい気体は上昇し冷えた気体は下降する、ということはご存知でしょうか?

もしご存じなくても、今回は「そんな感じもするな」と流してくださると助かります。

(熱気球で上昇するときに大きなバーナーのようなもので

 気球の中の空気を温めているのを御覧になったこともあるかと思います。

 いずれこのお話は詳しくさせていただきます。)


…ということは赤道付近は気温が高いので大気は上昇していて、

北極や南極付近の気温は低いので大気は下降していることが予想されますね。

さらに、大気は暖められると膨張して軽くなるので、

上昇気流が発生している所の地表の気圧は低気圧になります。

反対に大気は冷やされると収縮して重くなるので

下降気流が発生しているところの地表の気圧は高気圧になります。





水が高いところから低いところに流れるように

大気は高気圧のところから低気圧のところに流れます。

この高気圧から低気圧に向かう大気の流れが風の生み出します。




(つづく…)

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癒やしと自己実現の地学

風~循環と錯覚の力が生み出す「追い風」~(その5) - 2011.07.27 Wed

(つづき…)

このように大砲の弾が

進行方向に対して右に曲がるように感じる見かけの力(錯覚の力)を

コリオリの力といいます。

まとめますと…

コリオリの力とは

「回転運動の中にいる人が感じる見かけの力(錯覚の力)で

 その向きは常に進行方向右向きである」

ということになります。

(↓分かりやすい動画を見つけましたので、よかったらご覧下さい。)




この先は蛇足ですが…

この見かけの力のことは一般に「慣性力」と呼ばれているものです。

急発進する電車で体が後方に引っ張られるように感じる力や

エレベータが上昇するとき自分の体重が重くなったように感じる力、

乗っている車が急カーブを曲がる時に外に投げ出される様に感じる力(いわゆる遠心力)

などはすべて見かけの力(錯覚の力)で慣性力です。




(つづく…)

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癒やしと自己実現の地学

風~循環と錯覚の力が生み出す「追い風」~(その4) - 2011.07.25 Mon

(つづき…)







① AさんがBさんに向けて「まっすぐ」に大砲を撃ちます。

地球が自転すると

② Bさんの方が移動速度が速いのでBさんの西に大砲の弾は着弾します。


Bさんは思うでしょう。

「Aの大砲の性能が悪くて助かった!随分右に曲がる大砲だな~」と。

もちろんこれも上の電車の例と同じく、Bさんの錯覚ですね。

実際にはAさんの大砲の性能が悪いわけではありません。

Bさんの方が移動速度が速いために起こる現象です。

しかし今度はBさんの錯覚を笑うことはできないかもしれません。

Bさんに限らず私たちは誰も時速1000kmを超えるスピードで

自分が移動していることは感じないからです。


逆にBさんの方からAさんの方に向けて「まっすぐ」大砲を弾を撃った時は

Aさんの方が移動が速度が遅いのでAさんの東に大砲の弾は着弾するはずですね。

ここでもやはり大砲の弾は右に曲がってしまったように感じることでしょう。



(つづく…)

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癒やしと自己実現の地学

風~循環と錯覚の力が生み出す「追い風」~(その3) - 2011.07.20 Wed

(つづき…)

ではこれを地球にあてはめて考えてみましょう。

・・・とその前に地球の自転速度について見ておかなくてはなりません。

皆さんご存知のように地球は(ほぼ)球体をしていて1日24時間で1回転(自転)しています。

いま下の図のように北緯50度付近にAさんがいて、赤道付近にBさんがいるとしましょう。




このときAさんもBさんも地球の自転と共に24時間で1周するわけですが

AさんとBさんでは1周の距離が違いますね。

Aさんのいる北緯50度付近は1周約30000kmなのに対して、

Bさんのいる赤道付近は1周約40000kmです。

ということは、Bさんの方がAさんよりも速く移動していることになります。

具体的に計算してみると

Aさんの速度は時速約1250km、Bさんの速度は時速約1667kmです。

(↑この速度もずいぶん大きくて驚きますね…!)

このような状況でAさんのいる所からBさんのいる方向に

「大砲」を撃ったらどうでしょうか?

さきほど見た速度の違う電車で起きたことと同じことが起きそうですね。


(つづく…)

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癒やしと自己実現の地学

風~循環と錯覚の力が生み出す「追い風」~(その2) - 2011.07.19 Tue

Ⅰ コリオリの力

最初に断っておきますが、今からするお話は難しいです…。

すいませんm(__)m (先に謝っておきます…)

コリオリの力をきちんと説明できる人は理系の人でもかなり少数派だと思います。

それだけ理解しづらい原理ですし、

難しい話はできるだけ避けてお伝えしたいとは思っているので

コリオリの力に触れずに風のおこる原理を説明しようと試みてはみたのですが無理でした…orz

私なりに精一杯やさしくお伝えしたいと思いますのでどうぞお付き合いをお願いします!

まず下の図を見てください。



今、速度の遅い電車Aと速度の速い電車Bがあるとします。

① AさんがBさんに向けて「まっすぐ」ボールを投げます。

そうすると、

② 電車Bの方が速いのでボールはBさんには届かず、Bさんの左にそれてしまいます。


2つの電車の速度が違うのですから、これは当たり前のことなのですが

もしBさんが、自分の電車がAさんの電車より速いことを知らなかったとしたらどうでしょう?

「Aのやつ、ちゃんとまっすぐ投げろよな!随分右に投げやがって!

 さては右に曲がる変化球でも投げたのか?」

と思うのではないのでしょうか?

もちろんAさんからしてみれば、これは濡れ衣ですね。

「ちゃんとまっすぐ投げたよ。Bくんの電車の方が速いからいけないんだよ」

と反論したいことでしょう。

つまり、BさんはAさんが右に曲がるボールを投げたと錯覚してしまうのですね。



(つづく…)

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プロフィール

永野裕之

Author:永野裕之
東京大学理学部地球惑星物理学科卒
現在:永野数学塾塾長

地球や太陽のことをきちんと知ることは、つきつめると「自分はどこから来たのか」という人類の究極の疑問に答えることに繋がります。
太陽系の成り立ちを知ると地球に生命が生まれたことがどれだけ奇跡的なことなのかがよく分かります。
そして、生命が海から陸にあがり、やがて知能をもつ人類への進化したことはさらに奇跡が何重にも重なった宇宙の神秘であることに気づくでしょう。
現在高校の理科で地学が化学・生物・物理にくらべるとややマイナーな科目になってしまっていることは大変残念なことだと思っています。
今後も、私なりに地学を通して微力ながら、地球や宇宙の素晴らしさを発信していきたいと思います。

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