青空にぽっかり浮かぶ白い雲を見ると、綿のように軽そうに見える。だが、普通の積雲が1立方キロメートルほどの大きさになると、そこに含まれる小さな水滴の総量は約500トンに達するという試算がある。
これは、象を何十頭も集めたほどの重さだ。どうしてそんなものが空から落ちてこないのだろう。
雲をつくる水滴は、驚くほど小さい
雲は水蒸気がそのまま白く見えているわけではない。空気中の水蒸気が冷やされ、目に見えないほど細かな水滴や氷の粒になることで白く見える。
積雲の中には、1立方メートルあたり約0.5グラムの水滴があると仮定できる。1立方メートルだけなら、ほんの少しの重さだ。
しかし雲は巨大だ。一辺が1キロメートルの立方体なら、体積は10億立方メートルになる。0.5グラムに10億を掛けると5億グラム、つまり50万キログラム。水滴の総量だけで約500トンになる。
アメリカ地質調査所USGSは、この計算を「雲の重さ」の説明に使っている。
500トンの塊が浮いているわけではない
ただし、500トンの水が一つの塊になって空中へ浮いていると考えると誤解する。雲の水滴は非常に細かく、広い範囲に薄く分散している。水滴一粒の落下速度は遅く、上昇気流などの影響も受ける。
水蒸気を含んだ暖かい空気は周りの空気より軽くなる条件があり、上へ動いて雲を支える。水滴が成長して大きくなると、落下しやすくなり、雨として地上へ届く。
空に浮かんでいるのは、綿のような軽い物体ではない。膨大な量の空気の中に、小さな水滴が散らばっている状態なのである。
雲が落ちずに空に浮かぶ仕組みと合わせて考えると、白い雲の印象が少し変わるだろう。