なぜ雲は空に浮いていられるのか？
雲は私たちにとって身近な存在ですが、その正体を詳しく知っている人は意外と少ないのではないでしょうか？
雲は水蒸気が冷えて水滴や氷となり、空に浮いているものです。
しかし、氷が空に浮くというのは直感的には不思議な話ですよね。
今回は、なぜ雲が空に浮いていられるのかを詳しく考えてみましょう！
① そもそも雲の正体とは？
雲は単なる水蒸気ではなく、微細な水滴や氷の粒の集合体です。
水蒸気（気体）は目に見えませんが、冷やされると小さな水滴や氷の粒になります。
この状態になると光を反射しやすくなり、私たちの目には「雲」として見えるわけです。
雲ができる仕組み
- １．空気中の水蒸気が上昇する（太陽の熱で温められた地表の空気が上昇）
- ２．高度が上がると気温が下がる（標高が100m上がるごとに約0.6℃低下）
- ３．冷えて水滴や氷の粒ができる（空気中の微粒子に水蒸気がくっついて凝結）
- ４．水滴や氷の粒が増えて雲が形成される
雲の中にある水滴や氷の粒は、非常に小さい（直径0.01mm程度）ため、私たちが地上でイメージする「水滴」や「氷」とはスケールが違います。
② なぜ氷の粒が浮いていられるのか？
雲の中の氷の粒が空に浮いていられる理由は、主に3つの要因が関係しています。
① 空気の流れ（上昇気流）
雲ができる場所では、温められた空気が上昇気流を発生させます。
この上昇気流が、水滴や氷の粒を浮かせる力として働いているのです。
✅ 気流が強いほど、粒が長く浮いていられる
✅ 気流が弱くなると、水滴は雨、氷は雪や雹として降る
② 氷の粒の大きさが非常に小さい
雲を構成する氷の粒は、直径0.01mm〜0.1mm程度と極めて小さいため、重力の影響をほとんど受けません。
これは「ストークスの法則」という物理の法則で説明できます。
✅ 小さい粒ほど、空気抵抗の影響を強く受ける
✅ 重力よりも空気抵抗の方が大きければ、落ちるスピードはほぼゼロになる
つまり、雲の中の氷の粒は「ゆっくりと落ちようとするけど、ほぼその場にとどまる」状態になっています。
③ 空気より軽いわけではないが、浮力が働く
氷そのものは水の固体なので、もちろん空気より重いです。
しかし、雲の中の氷の粒は、まるで「ホコリが舞うように」ゆっくりと空気中を漂うことができるのです。
✅ 氷の粒の周囲には水蒸気があるため、軽い気体の層ができる
✅ そのため、氷の粒は急激に落ちることなく、ゆっくりと漂う
これらの要素が組み合わさって、雲の氷の粒は長時間空にとどまり続けることができるのです。
③ ではなぜ雲は消えるのか？
雲が消える理由は、大きく2つあります。
① 氷の粒や水滴が大きくなって落ちる（雨や雪になる）
- ・水滴や氷の粒が成長すると、上昇気流では支えきれなくなり、地面に落ちてくる
- ・気温によって、雨・雪・雹（ひょう）などに形を変える
② 水蒸気として再び空気中に戻る（蒸発）
- ・雲の周りの気温や湿度が変化すると、氷の粒が水蒸気に戻る（蒸発）
- ・その結果、雲が薄くなり、最終的に消えてしまう
④ まとめ
✅ 雲の正体は、小さな水滴や氷の粒の集合体
✅ 氷の粒が空に浮いていられるのは、上昇気流・粒の小ささ・空気抵抗の影響
✅ 雲は、粒が大きくなれば雨や雪に、温度が上がれば水蒸気として消える
雲が空に浮かぶというのは、ただの自然現象ではなく、物理法則がしっかりと働いている結果なのですね！
次に空を見上げたときは、雲がどんな状態で存在しているのかを想像してみると面白いかもしれませんね！
