雲の中の小さな水滴は雨にならない

雲が白く見えるのは、水蒸気が凝縮して、小さな水滴や氷晶となっているためです。
しかし、雲は水滴や氷晶でできていても、不思議なことに空に浮かんでいます。
上昇気流と空気の抵抗があるため、水滴が重力に引かれて落ちようとする力とバランスしているためです。
ちょうど、トンビが羽を広げているだけなのに、上空を優雅にまるで浮いているように舞っているのと同じです。
雲の中で水滴や氷晶が浮いているのは、粒が小さいためです。
雲の中の水滴や氷晶のサイズは、だいたい半径０．１ミリ以下です。
つまり、０．１ミリ以上になると、雨になって地上に落ちてくるということになります。

雨粒は衝突によって大きくなる

測定された最大の雨粒

大きな雨粒になる原因

かつて、「酸性雨」ということばがよく聞かれましたが、現在観測される雨は、ほとんどが酸性の値を示します。
これは、雨が純粋な水ではなく、酸性になる物質を含んでいるためです。
窒素酸化物が含まれていれば、硝酸や亜硝酸、硫黄酸化物であれば、硫酸や亜硫酸、その他、いろいろなものが雨に溶け込んでいます。その結果、雨粒の粘性が変わって、分裂しにくい雨になっているのも、大粒の雨が降る理由の一つではないかと思われます。

雨粒は降ってくるときどんな形をしているのでしょうか？

雨の粒は絵に描くと、たいてい涙形か球型になります。
どちらが本当の雨粒の形なのでしょうか。

雨粒の基本的な形は球形

雨粒は水滴ですから、雨粒の水の分子が互いに引っ張り合う力によって、粒となっています。この力を表面張力と言います。
表面張力は雨粒の表面積ができるだけ小さくなるように働きます。そのため。雨粒はできるだけ球に近い形になろうとします。

雨粒は落ちてくるとき変形する

雨はどうして降ってくるのでしょうか？
雨が降ってくるのを見て、ある人はあたりまえと思い、ある人はとても不思議なことと感じかもしれません。
雲の中にできた雨の粒は小さいときには、下に引っ張る重力と空気の抵抗や上昇気流でバランスして、雲の中にとどまっています。
雨の粒がある大きさになると重力が勝って、雨として降ってきます。
雨になるか、雲の中の水滴のままかという分かれ道が、直径0.2ミリ程度といわれています。

まんじゅう型からおわん型

丸い雨粒も上昇気流や空気の抵抗を受けながら落ちてくるので、変形します。下面に空気の力を受けるために、球形から、徐々にお饅頭のように下が平らに変形します。
雨の粒が大きくなり、落ちるスピードが速くなると、下は平らではなく、凹んで、足のないクラゲというか、おわんを逆さにしたような形になります。 さらに変形が進むと、ばらばらに散乱して、球形に近い、小さな雨粒になってしまいます。

水蒸気は見えない

お湯を沸かすと、沸騰して激しい蒸気が出ます。
このときの白い湯気は水蒸気ではありません。沸騰したお湯から出た水蒸気が空気に触れて冷やされ、水滴になったものです。白く見える湯気は水滴です。
水蒸気は水が完全に気体になった状態ですから、空気と同じように無色透明の気体で、空気とまじりあっていて、目で直接見ることができません。

水滴は白く見える

水蒸気と違い、液体になった水や氷になった水は白く見えます。
この水や氷の小さな粒が上空に無数集まると、雲になります。
沸騰したやかんから出た水蒸気が一瞬で冷やされ、水滴になるのに対して、
雲は、水蒸気が上空に上がったときになってやっと水滴になるような条件になり、雲になるというわけです。
放射冷却などで地面が冷やされて、地上付近の空気中の水蒸気が水滴になる現象が霧です。
霧と雲の違いはできたところの違いです。

実際の雲は水滴ではなく、ほとんど氷の粒

氷の雲から降ってくる途中で雨になる

雨の多くは、氷の粒が成長して大きくなり、雪やあられの状態で降り始め、地上に到達する頃には、雨になっているということです。
始まりが氷の雨を「冷たい雨」とよび、始まりからすでに水滴だった雨を「暖かい雨」と言います。
地上での体感での区別ではありません。
日本のような温帯の雨はほとんどが、「冷たい雨」だそうです。

雨は雲から降ってくる

雨は雲から降ってくる。そんなことは、誰でも知っています。
雲は水蒸気を含んだ空気が上昇して、上空で冷やされ、水滴や氷粒になったものです。
でも、雲があれば、雨が降るかというと、そうではありません。
それでは、雲の中で雨はどのようにしてできるのでしょうか。

雲は非常に小さな水滴・氷粒でできている

雲の小さな水滴や氷粒は、空中を漂っていて、地上に落ちてきません。雲の粒も重力で地上に落ちるように力を受けますが、空気の抵抗や上昇気流とバランスして、空中を漂っているのです。< br /> 霧の中に入ったとき、水滴が漂っているのをおそらく経験したことがあるでしょう
実は、雲と霧の違いは、できた場所の違いで、区別されているだけで、同じものです。
下の部分がほぼ地上に接していれば、霧、上空にあれば、雲と分類されています。
山に雲がかかっているとき、登山して、その雲の中を歩いている人にとっては、霧の中を歩いていることになり、地上から眺めている人にとっては雲なのです。

雲の粒と雨の粒の違い

雲粒は非常に小さく、直径はほぼ１ミクロンから１０ミクロン程度です。それに対して雨の粒は小さいもので１００ミクロン（０．１ミリ）です。直径が１００ミクロン程度になると、空気の抵抗・上昇気流にかって下に落下し始めます。これが雨です。
直径１０ミクロンから１００ミクロンまでの成長がただの雲から雨を降らせる雲になるということです。
「１０倍か」と簡単に考えてはいけません。直径が１０倍ということは、体積ではおよそ１０００倍ということになります。直径が１ミクロンからと考えると１００万倍の体積の差になるのです。
図は直径１０倍の差の円です。

雲の粒から雨の粒へ

水蒸気が冷やされて凝縮によって水滴になるのは、過飽和と言って、空気中に溶けている水蒸気の量に限界があるためです。湿度１００％以上にならないと、水蒸気は水滴になりません。１００％以下の場合、水滴は再び水蒸気になってしまいます。
１ミクロンの雲の粒が凝縮によって０．１ミリの小さな雨粒になるのには、普通の雲のような条件のもとでは、数時間、1ミリ程度の雨に成長するには数週間もかかってしまいます。
実際の雨はこのようにしてできるのではないことがわかると思います。
よく簡単に、水蒸気が冷やされて、雲になり、そして雨になると説明されますが、雲の粒が雨の粒に成長するのは、大変な出来事なのです。

水滴が成長して雨になる仕組み