ぽっかり浮かぶ白い雲は、ゾウ100頭分よりも重い
ねえ、雲ってふわふわして軽そうじゃん。あれ何でできてるの? 水滴と氷の粒だよ! ちっちゃなやつがたーっくさん集まってる感じ。……あ、でもそれ、計算したらすごい重さになるの知ってる? え、重いの? あんなにふわっとしてるのに?

空を見上げると、白くてふわふわした綿雲(積雲)がぷかぷかと漂っている。誰がどう見ても「軽い」。しかし計算してみると、あの一塊は平均でおよそ500トン——アフリカゾウ約100頭分に相当する重量を持っている。それでもなぜ、雲は落ちてこないのか。

雲の正体は「浮かぶ水」

雲の本体は、直径0.01ミリ前後の極めて小さな水滴や氷の粒だ。1立方メートルの雲の中には、これらが約0.5グラム含まれている。1粒1粒はほぼ無視できるほど軽い。

ところが、普通の積雲のサイズは幅1km・奥行き1km・高さ1kmほどにもなる。体積に換算すると10億立方メートル(109 m³)。これに1m³あたり0.5gをかけると——

体積:1km × 1km × 1km

水滴密度:0.5 g/m³

総重量:10億 m³ × 0.5 g

= 109

(1立方メートルあたり)

= 500,000 kg(500トン)

アフリカゾウ1頭の体重は約5トン。500トンはその100頭分だ。ジャンボジェット機(満載で約400トン前後)と比べてもほぼ同等か、それ以上になる。

え、ちょっと待って。ゾウ100頭が空に浮いてるってこと? 意味わかんない。なんで落ちないの?! そこが面白いところなんだよね!

なぜ500トンが空に浮いていられるのか

答えは上昇気流だ。地面が太陽に温められると、その熱が周囲の空気を暖め、軽くなった空気が上へと押し上げられる。この上昇する気流が、雲を構成する無数の微小な水滴を下から支え続けている。

水滴一粒の落下速度は非常に遅く(秒速数センチ程度)、上昇気流の速度(秒速数十センチ〜数メートル)に簡単に追い越される。つまり雲は「浮いている」というより、「常に上から押し返され続けている」状態に近い。上昇気流が弱まるか止まると、水滴はゆっくりと落ち始め——それが雨になる。

雨粒は雲粒の約100万倍の体積を持つ。雲粒が互いにぶつかって合体し、十分な重さになったとき、ついに上昇気流に打ち勝って地上へと落ちてくる。

500トンの水が頭上に浮いていると聞くと少し怖い気もするが、それを支える大気のしくみも同じくらいスケールが大きい。雲が落ちてこないのは、空がそれだけの力でずっと押し返し続けているからだ。

へ〜〜〜。じゃあ雨ってつまり、雲が「もう支えきれなくなった」ってこと? そう! 水滴が育ちすぎて上昇気流に勝っちゃった瞬間、それが雨として降ってくる。なんかちょっとドラマチックじゃない? ドラマチック! 今日から雨の見方が変わった。