空気分子が面を押す差から風の力を説明しよう

まず知る：このレッスンの役割と目標

このレッスンは3番目です。実験で見た空気の移動を、目に見えない空気分子が面を押すモデルで説明します。

空気分子はさまざまな向きに運動し、物体や空気の境界に衝突します。衝突による押す働きが圧力です。高圧側では、同じ面積を押す力が低圧側より大きくなります。

理解する：例題で理由を確かめる

小さな仮想の面を二地点の間に置きます。左が高圧、右が低圧なら、面は両側から押されます。しかし左から右への押す力の方が大きいため、差し引きの力は右向きです。

低圧側にも空気分子があり、面を押しています。押す力がゼロなのではなく、反対側より小さいのです。したがって「低圧側が引っ張る」ではなく「両側からの押す力の差」と考えます。

分子一個ずつが高圧から低圧へ一直線に飛ぶわけでもありません。分子は乱雑に動きながら、集団として低圧側への空気移動が生じます。

使う：間違い・誤答を直して練習する

左1005 hPa、右1015 hPaなら、右から左への押す力が大きく、差し引きは左向きです。値の大小と矢印の向きを対応させます。

「左の分子は全部右へ動く」という説明は、個々の分子運動と集団の移動を混同しています。個々は多方向、全体としては圧力差により低圧側へ動く、と直します。

転用する：まとめと次の学びへ

ストローで飲み物が上がる現象も、口の中の圧力を下げると、液面を押す外側の大気圧の方が大きくなることで説明できます。「吸う力」という見かけを、押す力の差へ言い換えられます。

次は、気圧差だけでなく地点間の距離も使い、風を生む力の相対的な強さを比較します。

クイズと理解チェックは、アプリで挑戦できます。