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現代の天気予報は複雑なコンピューターシミュレーターに頼っています。これらのシミュレータは、空気の動き、太陽の暖かさ、雲と雨の形成など、大気を記述する物理方程式をすべて使用します。
時間の経過とともに予報が徐々に改善されるということは、最近の5日間の天気予報は20年間前の3日間の予報と同じくらい巧妙であるということです。
しかし、頭上の天気が今後数時間でどのように変化するかを予測するためにスーパーコンピュータを必要としません - これは何千年もの間文化を超えて知られています。上空を見ながら雲がどのように形成されるかについて少し知ることで、雨が降っているかどうかを予測できます。
そして雲形成の背後にある物理学について少し理解することは、大気の複雑さを浮き彫りにし、そして数日を超える天気を予測することがそれほど難しい問題である理由をいくらか解明する。
それで、目をそらすための6つの雲と、それらがどのようにあなたが天気を理解するのを助けることができるかがここにあります。
1）積雲
空気が露点まで冷却すると、雲が形成されます。露点は、空気が水蒸気をすべて保持できなくなる温度です。この温度では、水蒸気が凝縮して液体の水滴を形成します。これは雲として観察されます。このプロセスが起こるためには、空気を大気中に上昇させるか、湿った空気を冷たい表面に接触させる必要があります。
晴れた日には、太陽の放射が土地を暖め、それが土地の真上の空気を暖めます。この暖められた空気は対流によって上昇し、積雲を形成します。これらの「晴天」の雲は、コットンウールのように見えます。積雲で満たされた空を見ると、平らな土台があり、それらはすべて同じレベルにあります。この高さでは、地上からの空気は露点まで冷却されています。積雲は通常雨が降りません。天気の良い日には雨が降ります。
2）積乱雲
小さな積雲は雨が降りませんが、積雲が大きくなって大気中に広がっていることに気付いた場合は、激しい雨が降っていることを示しています。これは夏によく見られ、午前中の積雲は午後の積乱雲（雷雨）の深い雲に発展しています。
地表近くでは、積乱雲は明確に定義されていますが、上空では端でぼやけて見え始めます。この遷移は、雲がもはや水滴ではなく氷の結晶でできていることを示しています。突風が雲の外に水滴を吹き付けると、それらはより乾燥した環境で急速に蒸発し、水雲に非常に鋭い縁を与えます。一方、雲の外に運ばれた氷の結晶は急速には蒸発せず、かすかな外観を呈します。
積乱雲はしばしば平らになっています。積乱雲内では、暖かい空気が対流によって上昇します。そうすることで、それは周囲の大気と同じ温度になるまで徐々に冷却します。このレベルでは、空気はもはや浮力がないため、それ以上上昇することはできません。代わりに、それは広がり、特徴的なアンビル形状を形成します。
3）巻雲
巻雲の形は大気中で非常に高い。それらは、かすかで、大気中に落下する氷の結晶だけで構成されています。巻雲が異なる速度で動いている風によって水平に運ばれるならば、それらは独特の引っ掛けられた形をとります。非常に高い高度または緯度でのみ、Cirrusは地上レベルで雨を降らせます。
しかし、もしあなたがシーラスがより多くの空を覆い始め、そしてより低くそしてより厚くなることに気付いたならば、これは暖かい前線が近づいていることの良い兆候である。暖かい前では、暖かい空気と冷たい空気が集まる。より軽い暖かい空気は冷たい空気の質量を超えて上昇することを余儀なくされ、雲の形成につながります。雲が低くなるのは、前線が近づいていることを示しており、今後12時間は雨が降ります。
4）地層
Stratusは、空を覆う低い連続雲のシートです。地層は、穏やかに上昇する空気によって、または冷たい土地または海面に湿った空気をもたらす穏やかな風によって形成されます。地層の雲は薄いので、状況は暗いと感じるかもしれませんが、雨は降りそうもなく、せいぜい軽い霧雨でしょう。 Stratusは霧と同じなので、霧の日に山を歩いていたことがあれば、雲の中を歩いていたことになります。
5）レンチキュラー
私たちの最後の2種類の雲は、これから来る天気を予測するのに役立ちませんが、それらは大気の異常に複雑な動きを垣間見せます。滑らかなレンズの形をしたレンチキュラー雲が、空気が吹き上がり山岳地帯に広がるにつれて形成されます。
山を過ぎると、空気は以前のレベルに戻ります。沈むにつれて暖かくなり、雲が蒸発する。しかし、それはオーバーシュートする可能性があり、その場合、エアマスが揺れ動き、別のレンチキュラークラウドが形成されることを可能にします。これは一連の雲をもたらし、山脈を超えていくらか広がることがあります。風と山や他の地表の特徴との相互作用は、天気の正確な予測を得るためにコンピュータシミュレータで表現しなければならない多くの詳細のうちの1つです。
6）ケルビンヘルムホルツ
そして最後に、私の個人的なお気に入りです。ケルビン - ヘルムホルツ雲は砕波波に似ています。異なる高さの空気塊が異なる速度で水平に移動すると、状況は不安定になります。空気質量の間の境界は波打ち始め、最終的にはより大きな波を形成します。
ケルビン - ヘルムホルツの雲はまれである - 私が発見したのはデンマーク西部のユトランド半島の上だけだった - 私達はより低い空気量が雲を含んでいる場合にのみ大気中で起こっているのを見ることができる。その後、雲は砕波を追跡し、私たちの頭上の目に見えない動きの複雑さを明らかにします。
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この記事は、もともとHannah ChristensenによるThe Conversationに掲載されたものです。ここで元の記事を読んでください。