寒いと息が白くなる理由とは?南極では息が白くならないって本当?

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    さて冬などの寒い時期になると、吐いた息が白くなるのを経験したことがあるかと思います。

     

    ですがなぜ吐いた息が白くなるのか、その理由を知っている人は意外と少ないです。

     

    さらに中には「南極では吐いた息は白くならない」という話を
    聞いたことがある人もいるのではないでしょうか。

     

    そこでこのページでは寒いと息が白くなる理由とは?
    また南極では息が白くならないのは本当かどうかを簡単に解説します。

     

    どうぞご覧ください。

     

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    1.寒いと息が白くなる理由とは?

     

    では寒いと息が白くなる理由とは何かを見ていきましょう。

     

    結論から言ってしまうと寒いと息が白くなる理由は、
    息として吐いた空気に含まれる水蒸気が冷やされて細かい水の粒になったからです。

     

    まず空気中には水蒸気と言われる水が気体に変化したものが含まれていて、
    私たちは空気中に含まれる水蒸気の割合(%)のことを”湿度(しつど)”と呼んでいます。
    (水蒸気は無色透明で人間の目では見ることはできません)

     

    また空気中に含むことができる水蒸気量には限界があって、
    そのときの空気の温度によって含むことができる水蒸気量も異なります。

     

     

    空気の温度が高ければ空気に含むことができる水蒸気量は多くなり、
    空気の温度が低ければ空気に含むことができる水蒸気量は少なくなります

     

    このとき空気中に含むことができる水蒸気量が限界を超えてしまうと、
    その水蒸気(目に見えない)は水(目に見える)となって出てきます。

     

    そして空気中に含むことができる限界の水蒸気量のことを”飽和水蒸気量”と言います。

     

    さて空気と水蒸気量の関係について簡単に解説したところで、本題に入っていきます。

     

    寒くなるということは周囲の空気の温度が下がるということなので、
    寒くなるほど空気中に含むことができる水蒸気の量が少なくなるということです。

     

    人間の体温は約36〜37℃で口から吐かれた息も同じくらいの温度になり、
    口から息として吐かれた空気中には水蒸気が含まれています。
    (息として吐かれた空気は、周囲の空気よりも湿度は高くなります)

     

    人間の口から息として吐かれた空気は口外に出ると急激に冷やされて、
    空気中に含むことができる水蒸気の量が少なくなり、元から含まれていた水蒸気が限界量を超えてしまいます。

     

     

    これにより空気中に含まれていた限界を超えてしまった水蒸気が水の粒となって、
    私たちの前に白い息として姿を現したというわけなんですね。

     

     

    この現象はヤカンから出る白い煙(湯気)と仕組みは同じです。

     

    ヤカンの中の水を沸騰させるとヤカンの口やふた付近から白い煙が発生しますが、
    あれはヤカンの中に存在していた空気中の水蒸気が外に出ることで細かい水の粒に変化したものです。

     

    2.湿度によっては寒くなくても息は白くなる

     

    では湿度によっては寒くなくても息は白くなることについて見ていきましょう。

     

    前の章でも解説していたように息が白くなるかどうかは、
    ”空気の温度”と”湿度(空気中に含まれる水蒸気の割合)”が大きく関係しています。

     

    そしてどちらかと言えば息が白くなるのに大きく関係しているのは湿度の方で、
    湿度が高ければ空気の温度はそれほど低くなくても息は白くなります

     

    例えば湿度が100%だとそれ以上空気中に水蒸気が含めない状態になるので、
    人間の息を吐くと通常の空気よりも湿度が高いため息は白くなりやすいです。

     

     

    実際に息が白くなるのはそのときの湿度にもよりますが、
    空気の温度(気温)にすると10℃以下あたりが目安となります。

     

    湿度が100%の状態なら、空気の温度がだいたい17℃以下あたりから息が白くなると言われています。

     

    このように息が白くなるのと空気の湿度は大きな関係があるんですね。

     

    3.南極で息が白くならないのは本当!

    では南極では息が白くならないのかを見ていきましょう。

     

    結論から言ってしまうと、南極で息が白くならないのは本当です。

     

    南極は空気の温度(気温)が夏でもマイナスになるほど寒い場所ですが、
    なぜ南極では吐いた息が白くならないのでしょうか。

     

    これは南極の空気が私たちが普段住んでいる場所よりもきれいだからです。

     

    息が白くなるためには空気中に浮遊するチリなどの核となる物質が必要で、
    その核となる物質に水蒸気がたくさん付くことで細かい水滴になります。

     

     

    通常であれば空気中にはチリやホコリのような小さな物質が存在していますが、
    南極は空気が澄んでいるので核となるチリやホコリがかなり少ないです

     

    結局のところ核となるチリと言うのは、砂粒や衣類の繊維・ダニの死骸など様々なものの総称で、
    南極のような人間や生物の活動が少ない場所では発生しにくいものです。

     

    このような理由から南極では息が白くはなりません。

     

     

    また雲や霧ができる仕組みも空気中のチリなどを核としているため、
    空気中にチリがなければ雲や霧が発生しなくなります。

     

    雲ができる仕組みについて詳しくは下記をご覧ください。

     

    以上が「寒いと息が白くなる理由とは?南極では息が白くならないって本当?」でした。

     

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    4.まとめ

    これまで説明したことをまとめますと、

    • 寒いと息が白くなるのは、息として吐いた空気に含まれる水蒸気が冷やされて細かい水の粒になったから。
    • 湿度が高ければ空気の温度(気温)がそこまで低くなくても息は白くなる。
    • 南極で息が白くならないのは、空気が澄んでいて核となるチリなどの物質が少ないから。

     

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