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氷晶核

索引 氷晶核

気象学における氷晶核(ひょうしょうかく、ice nuclei)は、大気から雲が生成されるとき、気体の水蒸気から固体の氷に昇華するとき、あるいは液体の水から固体の氷に凝固するときに核(昇華核・凝固核)として働く微粒子のこと。雲核の1種。 植物学や生物学において、凍結の際に核となる物質を指して言う場合もある。ここでは気象学における氷晶核について扱う。 そのほとんどが、大気中に浮遊するエアロゾル(エーロゾル)である。凝結核のほとんどは、半径0.08μm(マイクロメートル)~0.1μm以上のエアロゾルである。 自然の大気においては、凝結核に比べると氷晶核の数(密度)は極端に少ない。そのため、無数の雲粒の中で氷晶になるのはごくわずかである。他の雲粒は0℃以下であっても過冷却の水滴であり、氷晶はこの水滴を蒸発・昇華させて成長する(ライミング)。また、気温が低くなるほど氷晶になる雲粒の数が増え、-40度くらいではほぼすべてが氷晶になる。これは、過冷却の水滴が氷晶核なしでも凍結し始めるためである。 氷晶核は4種類に分けられる。後者3つをまとめて凍結核という場合もある。.

28 関係: 大気エアロゾル粒子大気汚染人工降雨地球の大気マイクロメートルヨウ化銀(I)エアロゾルカオリナイト凝固凝結核固体粘土鉱物粒子結晶生物学過冷却黄砂蒸発雲粒降水過程植物学水蒸気気体気象学昇華 (化学)

大気エアロゾル粒子

大気エアロゾル粒子(たいきエアロゾルりゅうし)は、大気中に浮遊しエアロゾルを構成する微粒子である。大気について論じていることが明らかなときは単にエアロゾル粒子とも言う。 粉塵、浮遊粉塵、大気粉塵などとも呼ばれるが、固体粒子とは限らず、硫酸ミストなどは液滴である。エアロゾル、大気エアロゾルとも呼ばれるが、エアロゾルとは正しくは微粒子と気体とが混合した分散系のことで、微粒子のことではない。 雲を形成する水滴や氷粒子も、厳密には大気エアロゾル粒子であるが、文脈に応じ除外することもある。 大気中の固形粒子の総量は約 107トンといわれる。全大気質量は約6×1015トンであるからその平均濃度はppbのオーダーである。そのほとんどは混合層と呼ばれる地表約2kmの大気層に含まれる。.

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大気汚染

モッグに覆われた都市(台湾) 煙を吐き出す火力発電所 大気汚染(たいき おせん)とは、大気中の微粒子や有害な気体成分が増加して、人の健康や環境に悪影響をもたらすこと。人間の経済的・社会的な活動が主な原因である。自然に発生する火山噴火や砂嵐、山火事なども原因となるが、自然由来のものは大気汚染に含めない場合がある『気候学・気象学辞典』、300-301頁「大気汚染」、河村武『気象と地球の環境科学』、§8、99-111頁。.

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人工降雨

人工降雨(じんこうこうう、英語:cloud seeding、rainmaking)とは、人工的に雨を降らせる気象制御のひとつ。降った雨は人工雨(artificial rain)ともいう。雪を降らせる場合は人工降雪という。cloud seedingは「気象種まき」とも訳される。.

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地球の大気

上空から見た地球の大気の層と雲 国際宇宙ステーション(ISS)から見た日没時の地球の大気。対流圏は夕焼けのため黄色やオレンジ色に見えるが、高度とともに青色に近くなり、さらに上では黒色に近くなっていく。 MODISで可視化した地球と大気の衛星映像 大気の各層の模式図(縮尺は正しくない) 地球の大気(ちきゅうのたいき、)とは、地球の表面を層状に覆っている気体のことYahoo! Japan辞書(大辞泉) 。地球科学の諸分野で「地表を覆う気体」としての大気を扱う場合は「大気」と呼ぶが、一般的に「身近に存在する大気」や「一定量の大気のまとまり」等としての大気を扱う場合は「空気()」と呼ぶ。 大気が存在する範囲を大気圏(たいきけん)Yahoo! Japan辞書(大辞泉) 、その外側を宇宙空間という。大気圏と宇宙空間との境界は、何を基準に考えるかによって幅があるが、便宜的に地表から概ね500km以下が地球大気圏であるとされる。.

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マイクロメートル

マイクロメートル(micrometre, 記号µm)は、国際単位系 (SI) の長さの単位である。 マイクロメートルはメートルにSI接頭辞のマイクロをつけたものであり、は (m) に等しい。よって、、 とも等しい。 マイクロメートルは赤外線の波長程度の長さである。 ナノメートル ≪ マイクロメートル ≪ ミリメートル.

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ヨウ化銀(I)

ヨウ化銀(I)(ヨウかぎん いち、silver(I) iodide)は、無機化合物の一種で、化学式が AgI と表される銀(I) のヨウ化物である。天然にはヨウ化銀鉱(Iodargyrite)、またはミュース石(Miersite)として存在することもあるが、産出は稀である。.

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エアロゾル

アロゾル (aerosol) とは、化学上は、分散相が固体または液体またはその両方であり、連続相が気体(通常は空気)であるゾルであると定義されている。一方、化学品の分類および表示に関する世界調和システムGHSでは、Aerosols (エアゾールと表記される)の定義はエアゾール噴霧器(中身を含めていう)のことである。 この記事では化学上の"エアロゾル"を扱う。 分散媒が気体の分散系、つまり、気体の中に微粒子が多数浮かんだ物質である。気中分散粒子系、煙霧体ともいう。エアロゾル中の微粒子(あるいはエアロゾルの別名)を煙霧質(えんむしつ)または気膠質という。なお俗に、微粒子のことをエアロゾルと呼ぶことがあるが間違いである。 ゾルとは分散媒が液体のコロイドのことであり、エアロゾルはそれにエアロ(空気)を付けた言葉である。ただし、分散媒は空気に限らずさまざまな気体があり、たとえばスプレーによるエアロゾルの分散媒はプロパンなどである。また、コロイド(粒子が約100nm以下)に限らず、より大きい粒子のものもある。 微粒子のサイズは、10nm程度から1mm程度までさまざまである。ある程度大きなもの(定義はさまざまだが、1µm~、0.2~10µm など)を塵埃(じんあい)という。.

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カオリナイト

リナイト(、カオリン石 )は、鉱物(ケイ酸塩鉱物)の一種。化学組成は Al4Si4O10(OH)8、結晶系は三斜晶系。粘土鉱物の一種。高陵石ともいう。 の名は、中国の有名な粘土の産地である江西省景徳鎮付近の高嶺(カオリン:Kaoling)に由来する。高嶺で産出する粘土は、景徳鎮で作られる磁器の材料として有名である。また、同質の粘土(鉱石)はカオリン(kaolin)、または陶土(china clay)と呼ばれる。.

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凝固

凝固(ぎょうこ、solidification, freezing)とは、物理、化学で液体が固体になるプロセスのこと。 相転移の一つ。融解と反対の意味を示す。また、凝固が起こる温度を凝固点と呼ぶ。水の場合は氷結と言う言い方のほうが一般的である。純粋に温度変化によって固体に変化することを凍結と言う。ヘリウムを除く全ての液体が凍結することが知られており、絶対零度下でも凍結しないものは高圧をかけなければ凍結しない。多くの物体では凝固点と融点が同じ温度であるが、物によっては差が生じ、寒天は85度でとけだし、40度から31度で固まる。 化学変化によってコロイド溶液がゲル化するなどして固化することや、タンパク質のコロイド溶液が凝集したり熱変性によって固まることなども凝固と呼ばれる。揚げ油を廃棄の為にゲル化剤を用いて固体にすることや、牛乳にレモンを入れるとタンパク質が沈殿することがこのことにあたるよ。.

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凝結核

凝結核(ぎょうけつかく)とは、気象学において大気から雲が生成されるとき、気体の水蒸気から液体の水に凝結するときに核(凝縮核)として働く微粒子のこと。雲核の一種。雲凝結核(くもぎょうけつかく, 英:Cloud condensation nuclei, CCN)ともいう。 そのほとんどが、大気中に浮遊するエアロゾル(エーロゾル)である。凝結核のほとんどは、半径0.08μm(マイクロメートル)~0.1μm以上で、吸湿性のあるエアロゾルである。 物理学においては、水以外の物質すべてに関して、凝結時の核をこう呼ぶことがある。ただ、「凝縮核」と呼ぶ場合が多い。.

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固体

固体インスリンの単結晶形態 固体(こたい、solid)は物質の状態の一つ。固体内の原子は互いに強く結合しており、規則的な幾何学的格子状に並ぶ場合(金属や通常の氷などの結晶)と、不規則に並ぶ場合(ガラスなどのアモルファス)がある。 液体や気体と比較して、変形あるいは体積変化が非常に小さい。変形が全く起こらない剛体は理想化された固体の一つである。連続体力学においては、固体は静止状態においてもせん断応力の発生する物体と捉えられる。液体のように容器の形に合わせて流動することがなく、気体のように拡散して容器全体を占めることもない。 固体を扱う物理学は固体物理学と呼ばれ、物性物理学の一分野である。また物質科学はそもそも、強度や相変化といった固体の性質を扱う学問であり、固体物理学と重なる部分が多い。さらに固体化学の領域もこれらの学問と重なるが、特に新しい物質の開発(化学合成)に重点が置かれている。 今まで知られている最も軽い固体はエアロゲルであり、そのうち最も軽いものでは密度は約 1.9 mg/cm3 と水の密度の530分の1程度である。.

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粘土鉱物

イギリス 粘土鉱物(ねんどこうぶつ、)とは、粘土を構成する鉱物で、主成分は層状ケイ酸塩鉱物(フィロケイ酸塩鉱物)。方解石、苦灰石、長石類、石英、沸石(ゼオライト)類などの鉱物も、粘土粒径の場合、粘土鉱物と呼ばれるが、一般には層状ケイ酸塩鉱物のことを粘土鉱物という。.

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粒子

粒子(りゅうし、particle)は、比較的小さな物体の総称である。大きさの基準は対象によって異なり、また形状などの詳細はその対象によって様々である。特に細かいものを指す微粒子といった語もある。.

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結晶

結晶(けっしょう、crystal)とは原子や分子が空間的に繰り返しパターンを持って配列しているような物質である。より厳密に言えば離散的な空間並進対称性をもつ理想的な物質のことである。現実の物質の大きさは有限であるため、そのような理想的な物質は厳密には存在し得ないが、物質を構成する繰り返し要素(単位胞)の数が十分大きければ(アボガドロ定数個程度になれば)結晶と見なせるのである。 この原子の並びは、X線程度の波長の光に対して回折格子として働き、X線回折と呼ばれる現象を引き起こす。このため、固体にX線を当てて回折することを確認できれば、それが結晶していると判断できる。現実に存在する結晶には格子欠陥と呼ばれる原子の配列の乱れが存在し、これによって現実の結晶は理想的な性質から外れた状態となる。格子欠陥は、文字通り「欠陥」として物性を損ねる場合もあるが、逆に物質を特徴付けることもあり、例えば、一般的な金属が比較的小さな力で塑性変形する事は、結晶欠陥の存在によって説明される。 準結晶と呼ばれる構造は、並進対称性を欠くにもかかわらず、X線を回折する高度に規則的な構造を持っている。数学的には高次元結晶の空間への射影として記述される。また、液晶は3次元のうちの一つ以上の方向について対称性が失われた状態である。そして、規則正しい構造をもたない物質をアモルファス(非晶質)と呼び、これは結晶の対義語である。.

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生物学

生物学(せいぶつがく、、biologia)とは、生命現象を研究する、自然科学の一分野である。 広義には医学や農学など応用科学・総合科学も含み、狭義には基礎科学(理学)の部分を指す。一般的には後者の意味で用いられることが多い。 類義語として生命科学や生物科学がある(後述の#「生物学」と「生命科学」参照)。.

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過冷却

過冷却(かれいきゃく、supercooling、undercooling)とは、物質の相変化において、変化するべき温度以下でもその状態が変化しないでいる状態を指す。たとえば液体が凝固点(転移点)を過ぎて冷却されても固体化せず、液体の状態を保持する現象。水であれば摂氏零度以下でもなお凍結しない状態を指す。第一種相転移でいう準安定状態にあたる。.

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黄砂

北京-n:zh:沙尘天气今年第八次袭击北京) アーカイブ)en icon) 黄砂(黄沙とも;こうさ、おうさ)とは、特に中国を中心とした東アジア内陸部の砂漠または乾燥地域の砂塵が、強風を伴う砂塵嵐(砂嵐)などによって上空に巻き上げられ、春を中心に東アジアなどの広範囲に飛散し、地上に降り注ぐ気象現象。あるいは、この現象で飛散した砂自体のことである検討会最終報告書、§0-2要旨。.

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蒸発

蒸発(じょうはつ、英語:evaporation)とは、液体の表面から気化が起こる現象のことである。常温でも蒸発するガソリンなどの液体については、揮発(きはつ)と呼ばれることもある。.

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積雲 雲(くも)は、大気中にかたまって浮かぶ水滴または氷の粒(氷晶)のことを言う荒木 (2014)、p.22。地球に限らず、また高度に限らず、惑星表面の大気中に浮かぶ水滴や氷晶は雲と呼ばれる。雲を作る水滴や氷晶の1つ1つの粒を雲粒と言う。また地上が雲に覆われていると、霧となる。 気象学の中には雲学という分野も存在する。これは、気象観測の手段が乏しかった20世紀前半ごろまで、気象の解析や予測に雲の形や動きなどの観測情報を多用しており、雲の研究が重要視されたことを背景にしている。気象衛星などの登場によって重要性が薄くなり雲学は衰退してきている。 また、雨や雪などの降水現象の発生源となる現象であり、雲の生成から降水までの物理学的な現象を研究する雲物理学というものもある。.

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雲粒

雲粒(うんりゅう、くもつぶ)とは、雲を構成する水滴や氷結晶(氷晶)のこと。なお、氷晶を含めない場合もあり、この場合は雲粒と氷晶を総称して雲粒子などと呼ぶ荒木 (2014)、p.22。.

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降水過程

降水過程(こうすいかてい、precipitation process)とは、大気から雲が生成されて、それが降るまでのメカニズムのこと。海洋・湖沼・陸地などから蒸発した水蒸気が大気中に含まれて、それが雲となり、雲の中の水滴や氷晶が成長して、雨や雪などの形で降水が起こるまでの、一連の過程を指す。また、この過程の中には霧として地上の天候に現れるものも含まれる。 降水過程は大きく分けて2段階ある。また、降水過程における水の状態(相。固体か液体か)によっても、大きく分けて2種類、細かく分けると3種類の成因がある。.

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核(かく、さね)は、軸・中心となるもの。中核、核心。 英語のnucleus(形容詞 nuclear、口語nuke)、core、kernelなどの訳語にも使われる。 特に記したもの以外は「かく」と読む。.

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植物学

植物学(しょくぶつがく、)は、植物を対象とする生物学の一分野。自然史学の一部門に由来する。古くは生物を動物と植物に分けることが一般的であり、生物学が誕生する以前から動物学と植物学は存在していた。.

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水蒸気

水蒸気(すいじょうき、稀にスチームともいう)は、水が気化した蒸気。空気中の水蒸気量、特に飽和水蒸気量に対する水蒸気量の割合を湿度という。.

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氷(冰、こおり)とは、固体の状態にある水のこと。 なお、天文学では宇宙空間に存在する一酸化炭素や二酸化炭素、メタンなど水以外の低分子物質の固体をも氷(誤解を避けるためには「○○の氷」)と呼ぶこともある。また惑星科学では、天王星や海王星の内部に存在する高温高密度の水やアンモニアの液体のことを氷と呼ぶことがある。さらに日常語でも、固体の二酸化炭素をドライアイスと呼ぶ。しかしこの記事では、水の固体を扱う。.

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気体

気体(きたい、gas)とは、物質の状態のひとつであり岩波書店『広辞苑』 第6版 「気体」、一定の形と体積を持たず、自由に流動し圧力の増減で体積が容易に変化する状態のこと。 「ガス体」とも。.

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気象学

気象学(きしょうがく、meteorology)は、地球の大気で起こる諸現象(気象)や個々の流体現象を研究する学問。自然科学あるいは地球科学の一分野。 気象を長期的な傾向から、あるいは地理学的観点から研究する気候学は、気象学の一分野とされる場合もあるが、並列する学問とされる場合もある。現代では気象学と気候学をまとめて大気科学(atmospheric science)と呼ぶこともある。 なお、将来の大気の状態の予測という実用に特化した分野を天気予報(気象予報)という。.

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昇華 (化学)

昇華(しょうか、sublimation)は元素や化合物が液体を経ずに固体から気体、または気体から固体へと相転移する現象。後者については凝華(ぎょうか)とも。温度と圧力の交点が三重点より下へ来た場合に起こる。 標準圧では、ほとんどの化合物と元素が温度変化により固体、液体、気体の三態間を相転移する性質を持つ。この状態においては、固体から気体へと相転移する場合、中間の状態である液体を経る必要がある。 しかし、一部の化合物と元素は一定の圧力下において、固体と気体間を直接に相転移する。相転移に影響する圧力は系全体の圧力ではなく、物質各々の蒸気圧である。 日本語においては、昇華という用語は主に固体から気体への変化を指すが、気体から固体への変化を指すこともある。また気体から固体への変化を特に凝固と呼ぶこともあるが、これは液体から固体への変化を指す用語として使われることが多い。英語では sublimation が使われるが、気体から固体への変化を特に deposition と呼ぶこともある。.

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昇華核

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