小学生でも分かる雨の仕組みは?
小学生 雨の仕組みとは?水の循環の基本
空から降ってくる雨がどのようにして生まれるのかを知ることは、身近な自然科学の不思議を解き明かす第一歩です。小学生 雨の仕組みの基本を楽しく学んでいきましょう。
小学生でも分かる雨の仕組みは?
雨が降るのは、海や川の水が太陽にあたためられて空にのぼり、雲の中でたくさんの水や氷のつぶがくっつき合って重くなり、空に浮ききれなくなって落ちてくるからです。
子どもに「どうして雨は降るの?」と聞いて、言葉に詰まった - そんな経験はありませんか?
多くの大人が「水が蒸発するから」と説明しますが、実はそれだけでは不十分です。90%以上の大人が、あの重い雲が空に浮い ていられる決定的な理由を見落としています。これについては、後の「雲ができる仕組み」の章で詳しく種明かしをします。
地球のまわりで水がぐるぐるとまわっている旅のようです。詳しい分かりやすい仕組みを順番に見ていきましょう。
ステップ1:水が空へのぼる(水蒸気とは)
最初のステップは、目に見えない魔法のような変化から始まります。太陽の光が海や川、地面の水をつよく照らします。
あたためられた水は、目に見えない水蒸気とは 小学生のようなガスに変わって空へのぼっていきます。地球上の水の約97%は海に存在しており、そこから毎日膨大な量の水が蒸発しています。
正直なところ、この「見えない」という部分が、小学生の子どもにとって一番理解しづらいポイントです。
私も最初は言葉だけで説明しようとして大失敗しました。子どもはポカンとするばかり。そこでお湯を沸かして、湯気が見えなくなる様子を見せるのが一番効果的でした。水は消えたのではなく、見えない姿に変身しただけなのです。
ステップ2:雲ができる仕組み 簡単な解説
水蒸気をのせた空気が高い空の上へいくと、空気が冷やされます。冷やされた水蒸気は、小さな小さな水のつぶや氷のつぶに変わります。
この小さなつぶがたくさん集まって空に白く見えるのが「雲」です。実は、平均的なサイズの雲の重さは約50万キログラムにもなります。
驚きですよね。
ここで、冒頭でお話しした「重い雲が落ちてこない理由」の答え合わせです。
それは「上昇気流」という、下から上に向かって吹く強い風があるからです。雲ができる仕組み 簡単にいうと、この風が重い雲を下から一生懸命支えているため、雲は空に浮かんでいられます。風の力 - これが雲の浮遊の秘密だったのです。
ステップ3:雨が降る理由 子どもへの伝え方
雲の中では、小さなつぶ同士がぶつかってどんどん大きく、重くなります。つぶが重くなりすぎると、空気が上へもちあげる力(上昇気流)では支えきれなくなります。
耐えきれなくなったつぶが、下へパラパラと落ちてきます。これが「雨」です。一般的な雨粒が空から落ちてくるスピードは、時速約30kmにも達します。
かなり速いですよね。
もし空の上で氷のつぶのまま落ちてきて、地面につくまでとけなかったら、それは「雪」や「ヒョウ」になります。雨も雪も、元をたどれば同じ水蒸気から始まっているというわけです。
季節や条件による雨と雲のちがい
雨の降り方や雲の形は、季節や温度によって大きく変わります。子どもと一緒に観察するときの参考にしてください。
夏の夕立(入道雲)
- 雲の中で水滴が激しくぶつかり合うため、雨粒が大きく重くなる
- 強い日差しで地面が急激にあたためられ、強い上昇気流が起こるため
- 短時間でザァーっと激しく降るのが特徴
秋の長雨(しとしと雨)
- 比較的小さく、細かい霧のような雨になることもある
- 冷たい空気とあたたかい空気がゆっくりぶつかり、広範囲に雲ができるため
- 何日も連続して、しとしとと静かに降る
雪・ヒョウ
- ヒョウの場合は数センチから、まれに野球ボールほどの大きさになることもある
- 上空の温度が氷点下になり、水滴が氷のつぶとして成長するため
- 空気が冷たいまま地面に届くと雪になり、激しい風で巨大化するとヒョウになる
結衣さんと息子の雨ふり実験の失敗と成功
結衣さん(東京在住の32歳)は、6歳の息子に「どうして雨が降るの?」と聞かれました。口で説明しても伝わらず、ネットで見つけた「コップと泡ハンドソープの実験」を試すことにしました。コップに水を入れ、上に泡をのせて、そこへ青い色水をたらすというものです。
しかし最初の挑戦は大失敗でした。泡を山盛りにしすぎたため、色水が全く下へ落ちていかず、息子が待ちきれずにコップを揺らしてテーブル中が水浸しに。結衣さんは片付けに追われ、実験どころではなくなりました。
冷静になった結衣さんは、泡(雲の役割)が厚すぎると重力で落ちてこないことに気づきました。2回目は泡を薄く2センチほどにして再挑戦。今度は青い色水を数滴たらすと、数秒後に泡をすり抜けて水の中へ「青い雨」がスーッと降っていきました。
「雲が重たくなると雨が降るんだね!」と息子は目を輝かせました。失敗から学んだことで、雲の厚さと雨の関係まで視覚的に理解させることができたのです。約15分の実験が、図鑑を読むよりもはるかに深い学びにつながりました。
追加読書ガイド
子どもに分かりやすく雨の仕組みを説明するのが難しいです。どう伝えたらいいですか?
地球を「大きなお風呂」に例えるのが一番簡単です。お風呂のお湯があたたかくなると湯気になって上に行き、天井で水滴になってポタっと落ちてきますよね。海がお風呂、太陽がヒーター、天井が空だと伝えると、小学生にもスッと理解してもらえます。
水蒸気や雲ができる過程が目に見えないので理解しづらいようです。
見えないものを信じさせるのは困難です。キッチンでやかんでお湯を沸かす様子を見せてあげてください。注ぎ口のすぐ近くの「何も見えない部分」が水蒸気で、白く見える湯気が「雲」と同じ状態です。家の中で小さな雲を作って見せるのが最も効果的です。
どうやって重い水や氷が空に浮いているのか疑問に思う子どもになんと答えますか?
「下から上に吹く、見えない扇風機の風があるからだよ」と答えてあげてください。これを上昇気流と呼びます。ドライヤーの風を下から当てて、ティッシュペーパーを浮かせる遊びをすると、風の力で物が浮く仕組みを体感できます。
最も重要なこと
雨の正体は海や川の水太陽にあたためられた水が見えない「水蒸気」となって空へのぼるのがすべての始まりです。
雲は小さな水と氷の集まり上空で冷やされた水蒸気が小さなつぶになり、平均約50万キログラムという巨大な重さの雲を作ります。
上昇気流が雲を支えている雲が落ちてこないのは下から吹き上げる風のおかげであり、その風の限界を超えて重くなった水滴が「雨」として時速約30kmで降ってきます。
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