うるま市の《第１たのしい教育ラボ》は晴れていたのに、となりの沖縄にある《第３たのしい教育ラボ》に近づくとどしゃ降りぎみの雨です。雲を見ると真っ黒です、横からみたらこういう雲でしょう。
そうです、積乱雲です。
入道雲ともいいます、写真でみると、こういう雲でしょう。
🟡 え、雲の上は青空なの？
🟠 はい、青空ですよ。ちなみに写真をとっている側の上空も青空だということは、光の様子からわかります。
経験している人もいると思います。
日中、雨や曇りの時、飛行機で分厚い雲を突き抜けると青空をみることができます。
巨大な太陽は、ちっぽけな地球全体に強い光を放ち続けています。
地球の雲の様子などおかまいなしです。
太陽の光には青も赤も混ざっています。それが空気の粒にぶつかります。その時〈青系の光〉の方が散らばりやすくなります。だから空を見上げると、青系の色がたくさん目に入ってくるというわけです。
ここもおもしろいので、質問が来たら一つの記事にまとめましょう。
テーマはさっきの積乱雲の水分を集めるとプール何杯分くらいになるだろうか？」です。
水のとても小さな粒が浮いてガス状に広がっているのが雲です。
そのとても小さな水の粒を集めていってコップの中の水のような状態に戻すわけです。
それはプールにしてどのくらいあるのでしょう？
台風もあり風雨もありの日々 あの積乱雲の水分を水に戻したらプール何杯分なのか？
子どもたちに理科を教えている時、そう質問してみると
「プール一つ分とかないんじゃない？ コップで十杯とか！」
という女の子の声があがって
それに対して
「いやいや、雨を集めただけですぐにコップは何杯もあふれてしまうでしょ！」
と声があがって、みんなでプールを入れ物に予想を立てました。
「5-6杯くらい」
「20杯くらい」
いろいろな声が聞こえました。
その時、私は確か切りよく100杯くらいだと言った気がします。
ところが落ち着いて計算しようとしてストップしてしまいました。
その頃、雲の中の水滴、小さな水の粒は１m3（立方メートル）あたり１～３g程度だというのは研究データとして知っていました。
が、雲の長さ高さを推測することが困難で、なかなかうまく答えを導くことができません。
今はA.I.に写真を見せると、下に写っているものの画像から数値を推測してくれます。
A.I.を活用して計算をすすめてみましょう。
さて皆さんはどのくらになると思いますか？
問題
夏空に、もくもくと立ち上がる大きな雲、積乱雲が見えています。
入道雲ともいいます。
この雲の大きさをA.I.に推測してもらうと
幅は5-7kmくらい
高さは5kmくらい
という数値が出ました。
奥行きは推測できないという答えだったので、同じように5-7kmとしましょう。
ちなみのこの規模の入道雲はめずらしくありません。
雷雨を伴うようなもっと大きな入道雲は10kmくらいの大きさになるそうです。
話を戻して、上の写真のような雲を、ぎゅーっとしぼって水にもどしたら、どれくらいになると思いますか。
小学校の25mプールで考えると、何杯分になるでしょう？
ア．1杯分くらい
イ．10杯分くらい
ウ．100杯分くらい
エ．1,000杯分くらい
オ．その他
どうしてそう予想しましたか？
積乱雲ひとつを水にもどしたら
まず、雲の体積を推定しましょう。
幅は5-7kmくらい⇨中間をとって6kmくらい
高さは5kmくらい
奥行きも6kmくらいで、円錐形の雲だと想定します。
こうやって力技（ちからわざ）で想定していく力は大事です。
円錐の体積は小学校6年生で習います。
低面積×高さ×１／３ です。
低面積は６X６X３ ※円周率は〈３〉で考えるというのが《たのラボ》流
＝１０８km2（平方メートル）
高さをかけて
１０８ × ６＝６４８km3（立方メートル）
この１／３が円錐の体積です。
６４８ × １／３ ＝２１６ km3
雲というのは、ほとんどが空気です。
その中に、目に見えないくらい小さな水のつぶが、ぱらぱらと浮かんでいます。そのぱらぱらの水の粒をあつめると、1立方メートルの空気の中に水は1～３グラムほどふくまれていることがわかっています。※1立方メートルは縦横高１ｍの箱をイメージしてください
中間をとって〈水分量1.5g〉が含まれているとしましょう。
注意しなくてはいけないのは、この水分量の単位は〈m3〉で、雲の体積の単位は〈km3〉ということです。※ここから単位の換算が絡んでくるので、難しいと思ったら🟢まで飛ばしてください。
※テキスト形式で打つと分数や指数の表記が判断しづらいので、計算したものをA.I.で整理してもらいました⇩
３２万４千トンの水が浮かんでいるということです。
🟢ではプールにして何杯分か？
何と私が予想していた100杯くらい、数字を遥かに超えて約850杯くらいです。
20年くらい前の疑問がやっと解けました。
それにしてもすごい量です。
イラストするとこんなイメージです。
台風のエネルギーも太陽のパワーでできています。
地球の現象は全て繋がっていて、その源は太陽のエネルギーだと考えていてよいでしょう。その話はいずれ機会があるときに。
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