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水の循環
💧 基本のしくみ

水の循環(じゅんかん)の基本のしくみ

地球にある水は、なくなったり増えたりすることなく、すがたを変えながら海・空・陸のあいだをぐるぐるとめぐり続けています。 この大きな流れを水の循環(じゅんかん)とよびます。

最重要ポイント:水の循環を動かしているのは太陽の熱です。太陽が海や地面をあたためなければ、蒸発(じょうはつ)は起こらず、循環そのものが止まってしまいます。

💧 水が「すがた」を変える2つの向き

水は温度によって固体(氷・雪)・液体(水)・気体(水蒸気)とすがたを変えます。水の循環でとくに大切なのは、次の2つの変化です。

蒸発(じょうはつ)

液体の水 → 気体の水蒸気。太陽であたためられた海面や地面から、目に見えない水蒸気が空気中へぬけ出していく変化。

凝結(ぎょうけつ)

気体の水蒸気 → 液体の水。上空や冷たいものの近くで空気が冷やされ、ふくみきれなくなった水蒸気が水滴にもどる変化。

☁️ 雲ができるまでの流れ

あたためられた空気が上空へのぼっていくと、次のような順番で雲ができはじめます。

  1. 太陽の光で地面や海面があたためられ、その上の空気も熱を受けとる
  2. あたたまった空気はまわりより軽くなり、上へ向かって動き出す(上昇気流)
  3. 上空は気圧が低いため、のぼっていく空気はふくらみながら温度を下げていく
  4. 温度が露点(ろてん)まで下がると、水蒸気の一部が細かい水のつぶに変わりはじめ、さらに高く上ると氷のつぶもできる
  5. この小さな水や氷のつぶの集まりがになる

おぼえておきたいこと:1つの空気のかたまりが水蒸気をかかえられる量には上限があり、その上限は気温によって変わります。冷やされて上限からあふれた分が水滴に変わるため、コップに冷たい水を入れると外側がくもる(結露:けつろ)のもこれと同じしくみです。

🌏 水の循環の全体像

雲になった水は雨や雪となって地上へもどります。そこから先も水はいくつかの道すじに分かれて動き、最後はまた蒸発して空へもどっていきます。

水の循環の全体像太陽地下(地下水がたまる)蒸発蒸発雨・雪しみこむ地下水(ゆっくり海へ)

循環の一まわり:海や陸から蒸発 → 上空で冷えて雲になる(凝結)→ 雨や雪として降る → 川を流れる、または地面にしみこんで地下水になる → どちらもやがて海にもどる → 海の水がふたたび蒸発する……この流れが休むことなくくり返されています。

🌤️ 天気の変化水の循環

水の循環(じゅんかん)の基本のしくみ

地球にある水は、なくなったり増えたりすることなく、すがたを変えながら海・空・陸のあいだをぐるぐるとめぐり続けています。 この大きな流れを水の循環(じゅんかん)とよびます。

最重要ポイント:水の循環を動かしているのは太陽の熱です。太陽が海や地面をあたためなければ、蒸発(じょうはつ)は起こらず、循環そのものが止まってしまいます。

💧 水が「すがた」を変える2つの向き

水は温度によって固体(氷・雪)・液体(水)・気体(水蒸気)とすがたを変えます。水の循環でとくに大切なのは、次の2つの変化です。

蒸発(じょうはつ)

液体の水 → 気体の水蒸気。太陽であたためられた海面や地面から、目に見えない水蒸気が空気中へぬけ出していく変化。

凝結(ぎょうけつ)

気体の水蒸気 → 液体の水。上空や冷たいものの近くで空気が冷やされ、ふくみきれなくなった水蒸気が水滴にもどる変化。

☁️ 雲ができるまでの流れ

あたためられた空気が上空へのぼっていくと、次のような順番で雲ができはじめます。

  1. 太陽の光で地面や海面があたためられ、その上の空気も熱を受けとる
  2. あたたまった空気はまわりより軽くなり、上へ向かって動き出す(上昇気流)
  3. 上空は気圧が低いため、のぼっていく空気はふくらみながら温度を下げていく
  4. 温度が露点(ろてん)まで下がると、水蒸気の一部が細かい水のつぶに変わりはじめ、さらに高く上ると氷のつぶもできる
  5. この小さな水や氷のつぶの集まりがになる

おぼえておきたいこと:1つの空気のかたまりが水蒸気をかかえられる量には上限があり、その上限は気温によって変わります。冷やされて上限からあふれた分が水滴に変わるため、コップに冷たい水を入れると外側がくもる(結露:けつろ)のもこれと同じしくみです。

🌏 水の循環の全体像

雲になった水は雨や雪となって地上へもどります。そこから先も水はいくつかの道すじに分かれて動き、最後はまた蒸発して空へもどっていきます。

水の循環の全体像太陽地下(地下水がたまる)蒸発蒸発雨・雪しみこむ地下水(ゆっくり海へ)

循環の一まわり:海や陸から蒸発 → 上空で冷えて雲になる(凝結)→ 雨や雪として降る → 川を流れる、または地面にしみこんで地下水になる → どちらもやがて海にもどる → 海の水がふたたび蒸発する……この流れが休むことなくくり返されています。

雨水(あまみず)が通る3つの道すじ

雲から降った雨水は、そのまま同じ道を通るわけではありません。地面に着いた水は、大きく分けて3つの道すじのどれかを通って、また海や空へもどっていきます。

① 地表を流れる水(地表水)

雨水は地面の傾き(かたむき)にそって流れ、小さな流れが集まって川になり、最後は海に注ぎこみます。ふった雨がもっとも早く海にとどく道すじです。

地表水:地面の上を流れて海へ川となって流れる

② 地面にしみこむ水(地下水)

雨水の一部は土や岩のすきまにしみこみ、地下水(ちかすい)となります。地下水は地表の川に比べてとてもゆっくり動き、長い時間をかけて川や海へ向かいます。

地下水:地中をゆっくり移動して海へしみこむ地下水はゆっくり移動

③ 川や地下水にならず、すぐ蒸発する水

地面や水たまりに残った水は、川に流れこんだり地下水になったりする前に、太陽の熱でふたたび蒸発して空気中へもどることがあります。もっとも短い道すじです。

直接蒸発:地面や水たまりからすぐ空へ水たまり蒸発してすぐ空へ

⚠️ 間違えやすいポイント

  • 晴れた日に水たまりが消えるのは、水がなくなったのではなく、蒸発して見えない水蒸気に変わっただけです。
  • 地下水は「動かない水」だと思われがちですが、実際にはとてもゆっくりと川や海に向かって移動し続けています。
  • 雪や氷としてたまった水も水の循環の一部です。とけたり蒸発したりして、いずれ循環に加わります。
  • 3つの道すじは切りはなされたものではなく、同じ雨水が場所によってどの道すじに進むかが変わるだけです。

比較して覚えよう

💧 蒸発と凝結(ぎょうけつ) 比較表

項目蒸発(じょうはつ)凝結(ぎょうけつ)
すがたの変化液体 → 気体気体 → 液体
起こりやすい条件気温が高い・風が強い・しつ度が低い気温が下がる・冷たいものに空気がふれる
身近な例せんたく物がかわく、水たまりが消える窓や鏡がくもる、コップに水滴がつく
水の循環での役わり海や地面の水を空気中へ送り出す空気中の水蒸気を雲や水滴にもどす

🌊 地球上の「水のたまり場」を比べる

地球にある水は、場所によってたまっている量が大きくちがいます。量の多い順にならべると、次のようになります。

1位海(海水)地球上の水のほとんどをしめる、いちばん大きな水のたまり場
2位氷・雪(氷河など)冷たい地域に固体のまま長くとどまっている水
3位地下水土や岩のすきまに、目に見えない形でたくわえられている
4位川・湖やぬま目に見える淡水(たんすい)だが、量としてはわずか
5位大気中の水蒸気たまっている量はもっとも少ないが、雲や雨を作る循環の主役

🔍 身の回りで見られる蒸発・凝結の例

晴れた日にせんたく物がかわく蒸発
水たまりがいつの間にか消える蒸発
暖房のきいた部屋の窓の内側がくもる凝結
冷たい飲み物のコップの外側に水滴がつく凝結
朝、草の葉に つゆ がつく凝結
やかんの口から出た湯気が白く見える凝結

🎯 入試頻出(ひんしゅつ)Q&A

Q. 晴れた日と雨の日では、どちらがせんたく物はよくかわく?

A. 晴れた日。気温が高く風が強いほど蒸発がさかんになるため、水がはやく水蒸気に変わります。雨の日は空気中の水蒸気が多くしつ度も高いため、蒸発が起こりにくくかわきにくいです。

Q. 水たまりの水はどこへ行った?

A. なくなったわけではなく、太陽の熱で蒸発して、目に見えない水蒸気となって空気中へ出ていきました。

Q. 地球全体で見ると、水の量は増えたり減ったりするの?

A. 増えたり減ったりはしません。蒸発・凝結・降水をくり返しながらすがたを変えているだけで、地球全体の水の量はほぼ一定に保たれています。

Q. 冷たいコップの外側に水滴がつくのと、水たまりが消えるのは反対の現象?

A. その通りです。コップの水滴は空気中の水蒸気が冷やされて液体にもどる「凝結」、水たまりが消えるのは液体の水が気体に変わる「蒸発」で、すがたの変化の向きが反対です。

実験で理解しよう

🧪 観察・実験で水の循環をたしかめる

蒸発や凝結は、目に見える形で観察することができます。3つの例で、水がすがたを変えるようすを確認しましょう。

例題 1:ふたをしたコップとしないコップ

同じ量の水を入れたコップを2つ用意し、一方はふたをせず、もう一方はふたをして、日当たりのよい場所に数日間置きました。数日後、ふたをしなかったコップだけ水の量が減っていました。これはなぜですか。

ふたなし水が少し減ったふたあり水の量はほぼ変わらない

考え方

  1. ふたをしていないコップは、水面から蒸発した水蒸気が外の空気中へ自由に出ていける
  2. 水蒸気が外へ出ていき続けるので、コップの中の水はしだいに減っていく
  3. ふたをしたコップでは、蒸発した水蒸気がふたの裏側に閉じこめられ、冷やされて水滴にもどる(凝結)
  4. 水滴はまたコップの中へ落ちてもどるため、水の量はほとんど変化しない
  5. 答え:ふたをしていないコップだけ、蒸発した水蒸気が空気中へにげていったから。
例題 2:金属コップの外側がくもるわけ

氷水を入れた金属のコップを、あたたかい部屋にしばらく置いておくと、コップの外側がびっしょりとくもり、たくさんの水滴がつきました。この水滴はどこからきたものですか。

冷たい金属コップ氷水まわりの空気中の水蒸気

考え方

  1. コップのまわりの空気は、冷たい金属によって冷やされる
  2. 空気が冷やされると、その空気がふくむことのできる水蒸気の量(限度)が小さくなる
  3. 限度をこえてふくみきれなくなった水蒸気が、液体の水滴に変わる(凝結)
  4. この水滴は、コップの中の氷水がしみ出たものではなく、もとからまわりの空気中にあった水蒸気が変化したもの
  5. 答え:コップのまわりの空気中にあった水蒸気が、冷やされて水滴に変わったもの。
例題 3:とう明なふくろの中で起きること

とう明なふくろに少量の水を入れて口をしっかり閉じ、日光がよく当たる窓にはっておきました。数時間後、ふくろの内側に小さな水滴がたくさんつき、それが集まって下へ流れ落ちていました。この現象は、自然の中で起きている何のはたらきに似ていますか。

太陽の光ふくろの内側に水滴ができる

考え方

  1. 太陽の光でふくろの中の水があたためられ、蒸発して水蒸気になる
  2. あたたまった水蒸気は、ふくろの中を上へと動いていく
  3. ふくろの内側は、太陽の光が直接当たる水面近くよりも温度が低いため、そこで水蒸気が冷えて水滴にもどる(凝結)
  4. 水滴が増えて集まり、重くなって下へ流れ落ちる
  5. 答え:蒸発 → 上昇 → 冷却 → 凝結 → 水滴が集まって落下、という、雲ができて雨が降るまでの流れ(水の循環の一部)を、小さなふくろの中で再現したもの。

📝 実験からわかること

  • 蒸発・凝結は特別な現象ではなく、コップやふくろの中でも同じしくみで起こる、身近な変化である
  • 水滴は「新しく生まれた水」ではなく、もともと空気中にあった水蒸気がすがたを変えたものである
  • 雲や雨をつくる自然の水の循環は、小さな実験でも同じ順番(蒸発→上昇→冷却→凝結)で再現できる
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水が液体から気体に変わる変化を何といいますか。