理科
中学生

天気について質問です。
高気圧は温度が高く、低気圧は温度が低いのに
なぜ高気圧が冷たく、低気圧が暖かくなるのですか?

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回答

「高気圧は温度が高く、低気圧は温度が低い」とあります。意外かもしれませんが、気圧が低い空気のほうが暖かく、気圧が高い空気のほうが冷たいのです。

このことを表現した式があり、気体の状態方程式といいます。

P=ρRT
または
PV=mRT

P: 気圧(Pa)
ρ: 密度(g/㎥)
R: 気体定数(287J・K^-1・kg^-1)
T: 気温(K)
V: 体積(㎥)
m: 質量 (g)

この式より、温度が一定なら気圧と密度は比例、気圧が一定なら密度と温度は逆比例するのです。気圧とは言い換えると「1㎥当たりの空気の重さ」のことで、密度とは同じく「1㎥当たりの重さ」のことです。密度と気温が逆比例(反比例)ということは、気温が高いときは密度が小さくなり、密度は気圧に比例するので気圧は低くなります。低気圧です。逆に、気温が低いときは密度が大きくなり、気圧は高くなるのです。高気圧です。

ところで、「高気圧は温度が高い」というのはあながち間違いではありません。というのは、高気圧は中止付近で下降気流となり、下降する空気は圧縮されて温度が上がる性質があるのです。これは断熱圧縮(断熱昇温)と呼ばれる効果で、夏の太平洋高気圧やチベット高気圧は特にこの効果により暑い夏を演出するのです。低気圧については、空気が上昇すると、こちらは断熱膨張(断熱冷却)と呼ばれる効果により気温が下がり、やがて水蒸気が凝結して雲ができるのです。

以上、長くなりましたが他に質問がございましたらどうぞ。

じょう

訂正。

気圧とは言い換えると「1㎥当たりの空気の重さ」
⇒「1㎡(へいほーめーとる)当たりの空気の重さ」が気圧です。失礼しました。

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