気圧と空気の重さとパスカルの原理

みなさん、こんにちは。

昨日、台風3号が今年初めて日本に上陸しました。

この時期の台風は、梅雨前線との関係で雨台風になることが多いのです。

昨日の台風も、大雨で各地に被害を出しました。

雨台風、風台風についてはまた次の機会にお話しします。

ここで一つ、疑問があります。

よく天気予報を見ていると、台風の説明の時に、最大風速の他に

「中心気圧は○○○hPaです」

などと聞くことがあります。

この「hPa」(ヘクトパスカルと読みます)って、一体何のことでしょう。

今日は、「hPa」と気圧について簡単に記事を書きたいと思います。

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1.気圧とは空気の重さのこと

ヘクトパスカル(以下、hPa)は気圧の単位のことです。

昔は「ミリバール」という言葉が使われていました(この言葉を使うと歳がばれます)が、現在、気圧の単位は世界的にhPaで統一されています。

では、気圧とは何かと言うと、難しい言葉で言うと

「単位面積当たりにかかる空気の圧力」ことです。

簡単に言うと、「空気の重さ」のことです。

空気に重さなんてあるの?

と思われる方もいるかもしれませんが、

空気は

  • 窒素
  • 酸素
  • 二酸化炭素

の混合物です。

その混合物が、50km上空から重なっているので、空気に重さはあります。

ただ、私達の体は空気圧と同じ圧力で体内が保たれているので、実際に重さを感じることが出来ないだけです。

それでは、空気の重さはどのくらいあるのでしょうか?

地上で、気圧を測ると約1000hPaになります。

1hPaは約10kgなので、1000hPaでは10000kg。

つまり約10トンの空気を普段私達は背負ってることになります。

10トンの重さの空気って、すごくないですか?

ちなみに、空気の重さは5km上昇するごとに半分に、16km上昇すると10分の1に減少することがわかっています。

富士山の頂上の高さは3776mで、その気圧は約640hPaです。

平地と比べて360hPa、つまり重さ3.6トンの空気が減ります。

そのため、富士山などの高い山の山頂では、袋入りのスナック菓子がぱんぱんに膨らんでいる様子がよく見られます。


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2.気圧の歴史

気圧の単位である「ヘクトパスカル」の名前は、フランスの哲学者だったパスカルに由来しています。

パスカルと言えば、

「人間は考える葦である」

という台詞で有名ですが、中学校の理科で習った

「パスカルの原理」

でも有名です。

みなさん、「パスカルの原理」は覚えているでしょうか?

パスカルの原理は、

「密閉された液体や気体の入っている容器に圧力を加えると、加えられた圧力は、容器内の液体や気体のどの点にも等しい大きさで伝わる」

という物でした。

平たく言うと、ゴム風船を膨らます時に、一点から息を吹き込んでいるのに、ゴム風船全体を膨らますことが出来ます。

これは、パスカルの原理で、吹き込んだ息が風船内全体に等しい大きさで伝わったと言うことです。

同様に、東京ドームも「パスカルの原理」を使って膨らましています。

あれだけ広い東京ドームですが、東京ドームを密閉することによって、

わずか0.3%だけ

気圧を上げることで、東京ドーム全体を膨らますことが出来るのです。

東京ドームでは、出入り口では風を感じますが、ドーム内では気圧差を感じないのはそういうことだったのですね。

また、パスカルの原理をてこの原理のように応用することが出来ます。

それを実用化したのが、自動車のブレーキなどの油圧装置です。

詳しい説明は省略しますが、片足で軽くブレーキを踏むだけで、重さ1トンもある自動車を止めてしまうのですから、すごいです。

このように、「パスカルの原理」は私達の身の回りで、沢山のことに利用されています。

パスカルは有名な哲学者ですが、圧力に関しても大発見をした天才だったのですね。

以上、今日は気圧から圧力のことについて記事を書きました。

ちなみに、台風は何気圧以下でなければいけないという決まりはありません。

台風は「風速が17.2m/s以上の熱帯低気圧」という定義で決定されています。

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