天気予報などで良く語られるフェーン現象ですが、発生原理の説明が、いつも理解できません。
なぜ南から吹いた風が山を登って雨を降らし、反対側に降りてくると、高温の風になるのでしょうか。

そこでフェーン現象について理解を進める大事なポイントは、


 
@ 空気は、減圧すると、膨張して、温度が下がり、

         圧縮すると、収縮して、温度が上がる。


 
A 水は、 氷〜水  水〜水蒸気 と変化するに連れ、熱エネルギー(カロリー)が上がり、

        水蒸気〜水  水〜氷  と変化するに連れ、熱エネルギー(カロリー)が下がる。


という2点になります。

@の例では

自転車の空気入れを押している時、シリンダー内では空気が圧縮され温度が上がるので、シリンダーが熱くなります。

またOA用ダストスプレー缶を連続して使用すると、缶の空気が膨張し表面が冷え、水滴や氷が出来ます。


                


Aの例では、

氷を水にしたい時や水を水蒸気にしたい時など、ガスコンロで熱エネルギー(カロリー)を加えて作りますから、誰もが体感しているでしょう。



 こうした膨張や圧縮によるカロリーの伝達をとても効率よく行うのが、 
 フロンで知られる、エアコンの冷媒というものです。

 冷房をするとき、まず気体の冷媒をコンプレッサーで圧縮して強引に液化させます。
 すると液体は気体よりカロリーが低い時の形状なので熱があふれてきます。

 こうしてあふれ出てきたカロリーを、室外機のファンで冷やす(捨てる)ため、
 夏場において、エアコンの室外機からは、熱風がガンガン出るのです。


  


 次に液化してカロリーを捨てた冷媒を、パイプで室内機側まで送り、 
 室内のまだ冷えていない空気によって、暖め蒸発させます。

 この時冷媒は気体となるため、沢山の室内カロリーを持つことができるようにもなります。
 大量の室内カロリーを持った気体の冷媒はまたコンプレッサーに行き、
 カロリーを絞られ液体になります。

 このように冷媒とは室内の熱で膨張して高カロリーの気体になり、
 コンプレッサーで圧縮してカロリーを絞りだし、
 低カロリーの液体になることでカロリーを運搬します。

 


「大気」というのは、酸素と窒素で出来た「空気」と、気体になった水「水蒸気」との、
絶妙な「気体カクテル」を意味します。

まず太平洋から暖かい空気と水蒸気(水)の混ざった大気の風が吹き、山を上昇します。そしてこの次が肝心です。

天気予報などでは、「その大気が上空で冷やされて、雲が発生し・・・」と解説しますが、強い南風の大気団は移動が速く、のんびり冷やされている時間などありません。





つまり上空に上った大気団は、外部から冷やされるのではなく、気圧の低下で膨張し、自ら勝手に冷えます。そのため内部に持っている熱エネルギー(カロリー)は、外部に放出されません。

こうして勝手に冷えた大気団は、内部の水蒸気も冷やし、水蒸気の熱(カロリー)を奪います。

ここでもし水がカロリーを奪われても、水蒸気のまま、もしくは雲の状態までなら、山越えして平地で圧縮されたとき、水は空気から熱エネルギーを返され、再び太平洋側と同じ大気に戻れます。





しかしついに水蒸気の温度が雨になるまで下がってしまうと、水蒸気の持っていたカロリーは空気に奪われたまま、雨となって、この大気団から脱落することになります。

こうして残された空気は、かつて持っていた自分のカロリーと、水蒸気のカロリーを両方持ったまま平地で圧縮されるため、とても高温で乾燥した空気となるわけです。





太平洋から一緒に旅をして来た空気と水ですが、山の上で空気に身ぐるみをはがされ、途中で地上に落とされてしまう水と、両手に2人分の財布やスーツケースを持って山を下りてくる空気の物語、これがフェーン現象です。





フェーンのあまりの猛暑に、人々の口から不満が漏れる時、それは山の上でカロリーをはぎ取られた水蒸気の怨念が、私たちの耳元で

「ダ、旦那ァー!ゼ、ゼヒ空気の野郎にィーー・・・、」ズダダァァーーーーーーン (効果音)

「ひ、ひとこと叱ってやって、お、お、く、ん、な、せェーー。」バッシィィーーーーン(効果音)

と囁いているのかもしれません。




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