川霧
小・中学生のみなさんへ (^o^)"

 朝7時ころ、三島市を流れる大場川へ富士山の写真を写しに行きますと、気温の低い日は霧が発生しています。
霧が発生するような寒い早朝にはアオサギ、シラサギ、カモ、カワウなど水鳥が観察されます。
みなさんの研究のヒントになるのではと思い、デジカメとアルコール温度計を持って少し調べてみました。
理科が好きなみなさん、近くの川を調べてみませんか。

水素と酸素からできた水の変化(水、氷、水蒸気)

@水(液体)
:みなさんが飲んだり、手を洗ったりする普通の水。
A氷(固体):温度が0℃以下になると水は固体の氷になります。気体の水蒸気が固体の雪になることもあります。
B水蒸気(気体):プラスチックの下敷きなどへ水を塗って、日当たりの良い外で観察すると水が間もなく消えてしまいます。水が気体の水蒸気になったのです。水蒸気は目では見えません。

水の蒸発:液体の水が気体の水蒸気になることを水の蒸発といいます。
水蒸気の凝結:水蒸気が水になることをいいます。たとえば水蒸気が凝結して雲、霧(水滴)になります。

大気(空気)は温度が高くなると水蒸気をたくさん含むことができるようになります。
しかし、大気の温度を一定にして、水蒸気を含ませると、ある量でいっぱいになってしまいます。
これを水蒸気で飽和したといいます。(湿度100%)
水蒸気で飽和した大気の温度を下げると余分の水蒸気ができ、凝結して霧が発生します。高い所で凝結すると雲です。

大気が水に接したときできる霧の例

@冷たい大気が暖かい水に接したときできる霧(蒸発霧)。
冷たい大気は暖かい水から熱をもらって気温が高くなり、水蒸気を多く含むようになります。
水蒸気を含んだ大気が水面から離れると、気温は下がり水蒸気で飽和し、霧が発生します。この霧を蒸発霧といいます。器に入れたお湯からのぼる湯気も蒸発霧です(その2)。大場川の霧は蒸発霧です。
A水蒸気を含んだ暖かい大気が冷たい水面に接したときできる霧。
たとえば、北海道東方や三陸沖の冷たい海で発生する海霧があります。


その1 大場川の観測

大場川の水温 水面から1mの気温 霧などの観察記録
2月13日7時40分 14.5℃  2.0℃ 霧はない
2月14日7時30分 14.5℃ -2.0℃ 霧が多かった
2月15日7時40分 15℃ −2.0℃ 霧が多かった
   15日8時50 15℃ 3℃ 霧はない


調査を始めるといろいろ調べてみたいことが出てきました。
 ・霧の発生は水の温度と大気の温度の差に関係がありそうだ。
 ・大場川に霧がよく発生するのは水温が高いからではなかろうか。
 ・大場川の水温が思ったより高く、手を入れたら暖かく感じた。水鳥が寒い朝やってくるのはそのためかな?
 ・朝の霧は何時ころ消えるか、そのときの水と大気の温度差。
 ・大場川の上流から下流まで何箇所か調べてみたい。
 ・大気の湿度は霧の発生に関係あるか。 今朝(2月18日7:30)は気温が−2℃、霧は水面から20cmほどで消えてしまう。大気が乾燥しているからではなかろうか。

その後の調査で分かったこと
 08年2月26日10時50分 大場川と山田川の合流地点の調査で水温に5℃の差があることが分かった。
  気温 10℃  大場川の水温 16 ℃ 
           山田川の水温 11 ℃
大場川の霧は自然現象ではなく、工場の排水(21℃)による人工的な霧だということが分かりました。


大場川と山田川の合流地点

その2 簡単にできる蒸発霧の実験

 蒸発霧の水温と気温の関係は簡単に調べることができるので実験してみよう。

用意する物 :発泡スチロールの容器(洗面器など)、温度計

実験方法
@ 川と似た環境にしたいので、実験は寒い朝がよい。
A 洗面器へ30℃くらいのお湯を入れて、庭へ置き、蒸気霧(蒸発霧と同じ)を観察しよう。
B 庭の大気の温度(気温)を測ろう。
C 次に洗面器のお湯の温度を測ろう。
D お湯の温度は霧が出なくなるまで観測しよう。特に霧が出なくなるときの、お湯の温度と気温は注意して測ろう。
  温度差が何度になったとき、霧は出なくなりましたか。
 
感想とまとめ