自然大気中では,相対湿度が100%(水飽和)を超えると直ちに,微水滴(雲粒)が形成される。大気中には,ミクロン或いはサブミクロンサイズの吸湿性の塵が存在し,水蒸気が凝結する際に核(芯)として働き,微水滴発生の手助けをするからである。これらの吸湿性粒子は一般的には凝結核(condensation nucleus)と呼ばれる。
大気中には種々のタイプの凝結核が存在する。成因別に見ると,海面の波しぶきや海水中の気泡が破裂する際に飛び散る小さな水滴からできる海塩粒子(NaCl)や,大気中の微量気体の化学反応や光化学反応によって生成される硫酸アンモニウム粒子((NH4)2SO4),硫酸粒子(H2SO4),硝酸ナトリウム粒子(NaNO3)などがある。これらの粒子は大きさによって分類され,0.01 μmから数 μmに及び直径0.01 μmから0.2 μmまでの粒子をエイトケン核(Aitken nucleus),0.2 μmから2 μmまでの粒子を大核(large nucleus),それ以上の粒子を巨大核(giant nucleus)と呼ぶ。吸湿性物質は相対湿度100%以下でも水蒸気を吸収し始め,視程障害を引き起こす"もや(haze)"となる。比較的大きな凝結核は,大気中に普通に見られる1,2%未満の水過飽和度でも雲粒の大きさまで成長するので雲凝結核(cloud condensation nucleus)または雲核と呼ばれる。
参考図書
Pruppacher,H.R. & J.D. Klett, Microphysics of Clouds and Precipitation , Kluwer Academic, 954p, 1997.
Rogers,R.R. & M.K. Yau, A Short Course in Cloud Physics, Butterworth-Heinemann, 304p, 1989.
Lamb, D., & J. Verlinde, Physics and Chemistry of Clouds, Cambridge University Press, 584p, 2011.
村上正隆,第I 編 第5 章「雲と降水の物理学」, 気象ハンドブック(第3 版), 朝倉書店, 2005.
(気象研究所・村上正隆) 2016年7月5日 ★