気温
--.- ℃
露点
--.- ℃
相対湿度
-- %
高度
---- m
出発:海辺の湿った空気

何が起きている?

海辺(風上側の地表、気温 30.0℃ 固定)の湿った空気の塊が、西から東へ吹く風にのって標高 2000 m の山脈を越えていきます。上のグラフは空気の塊の気温(実線)と露点(破線)の変化、下の断面図は雲・雨と空気の位置を示します。

① 雲ができる前:乾燥断熱減温(1℃/100 m)

空気は上昇すると膨張して温度が下がります。雲ができるまでは 気温 = 30 − 高度/100 × 1.0 で、100 m 上がるごとに 1.0℃ 下がります。露点は空気中の水蒸気量で決まるので上昇中はほぼ一定とみなします。

② 露点に達すると雲が発生:湿潤断熱減温(0.6℃/100 m)

気温が露点まで下がった高さが雲の下端(雲底)です。雲底高度 = (30 − 露点) × 100 m。いまの設定では雲底は --、山頂の気温は -- です。雲の中では水蒸気が凝結して熱(潜熱)を出すため、減温がゆるやかになり 気温 = 雲底の気温 − (高度 − 雲底高度)/100 × 0.6(100 m あたり 0.6℃)になります。凝結した水滴は風上側の斜面に雨として降ります。

③ 山を越えて下る:乾燥断熱昇温(1℃/100 m)→ フェーン現象

雨を降らせて水蒸気を失った乾いた空気は、山頂から下るときに 100 m ごとに 1.0℃ ずつ温まります(気温 = 山頂の気温 + (2000 − 高度)/100 × 1.0)。上りは途中から 0.6℃/100 m しか下がらなかったのに、下りはずっと 1.0℃/100 m で温まるため、風下側の地表は -- と、風上側の 30.0℃ より高温で乾燥します。これがフェーン現象です。

スライダー A で湿度を変えると露点が変わり、雲底の高さ・雨の降る範囲・風下側の気温が変わります。湿度が高いほど雲が低いところからでき、風下側はより高温になります。