雨雲の中の水分は、高含水状態のときには、どの程度までになるのでしょうか。

地域によって豪雨の場合、1時間当たり50mmということはしばしばあります。
雨雲でも水分の多い雲、少ない曇があると思いますが、上昇気流と下降する雨粒が激しくせめぎあっているような状況にあるとき、一立方メートルの大気の中では、最大どの程度の水分が存在するのでしょうか。
http://www.aori.u-tokyo.ac.jp/research/news/2015/20150225.html#fig3
2012年の記載:「雨がどこから降っているのか、降水を3次元的に観測する」というテーマですが、これは気象予測では非常に重要な課題だと考えられており、これを衛星から観測して明らかにしようという試みが以前から続いています。例えば日本では、米国との共同プロジェクトとして、熱帯降雨観測衛星TRMM(トリム)という衛星を使い、主に熱帯地方の降雨の3次元構造を観測しています。またこれの後継プロジェクトである全球降水観測計画GPMでは、降雨の3次元構造の観測を地球全体に広げようとしています。
http://agora.ex.nii.ac.jp/digital-typhoon/feedback/ja/0085.html.ja

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  • 登録:2015/09/09 19:02:52
  • 終了:2015/09/23 19:05:04

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  • id:miharaseihyou
    基本的なデータが無いな。
    短時間での単位時間あたりの最大降雨量の世界記録はあるかもしれないが、その時の雨の水滴の速度が分からない。
  • id:tea_cup
    水滴の速度なら、半径2mmの水滴で10m/s弱です。
    参考:
    http://www5b.biglobe.ne.jp/~saturn/meteology/04.htm
  • id:a-kuma3
    一様になってるとして、ざっくりと計算。

    http://www.jma.go.jp/jma/kishou/know/yougo_hp/amehyo.html
    「強い雨」の降雨量は、20 [mm/H] くらい。

    http://homepage3.nifty.com/kusudadb/Kishou/yomi-amatubu.htm
    「強い雨」の雨滴の直径は 2mm 程度。

    http://www5b.biglobe.ne.jp/~saturn/meteology/04.htm
    直径 2mm の落下速度が 962 [cm/sec]。
    → 34632 [m/H]

    単位面積当たり、34.6 km の長さ分の体積の中に「水」として存在している量が 20mm 。
    単位長さあたりだと、20 [mm] ÷ 34632 [m] = 5.775 ×10^-7 [m]
    なので、単位体積当たりで雨滴として存在している水の量は 5.775 ×10^-4 [kg/m3] = 0.5775 [g/m3]

    また、雨が降るような状況だと水蒸気は飽和していると考えられる。
    仮に気温を 5℃ とすると。

    https://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%A3%BD%E5%92%8C%E6%B0%B4%E8%92%B8%E6%B0%97%E9%87%8F
    5℃ のときの飽和水蒸気量が 6.79 [g/m3]

    なので、強い雨が降っているときで単位体積当たりには
    6.79 + 0.5775 ≒ 7.37 [g/m3] の水が含まれている。

    # あってるかな?

  • id:a-kuma3
    http://www.lowtem.hokudai.ac.jp/cloud/nhmws15abstractweb/noda.pdf
    質問の URL とか、↑などでは、雲頂を20km までくらいで計算しているようだから、
    落下速度が 1/2~1/4 くらいのエリアがあるってことなんでしょうね。

  • id:hathi
    a-kuma3さんの2015/09/10 15:30:41のコメントありがとうございます。
    ですが、「単位面積当たり、34.6 km の長さ分の体積の中に「水」として存在している量が 20mm 。単位長さあたりだと、20 [mm] ÷ 34632 [m] = 5.775 ×10^-7 [m]」は、勘違いと思います。【単位面積当たり、34.6 km の長さ分の体積の中に「水」として存在している量が 20mm 。】というのは、【「強い雨」の降雨量は、20 [mm/H] くらい】をベースにされたのかもしれませんが、時間降雨量20mm/hは、高さ○km(=34.6 km)の斜長方体に内在する雨滴が1時間に全部降雨したというのではないです。数時間にわたって降雨するのかもしれないので、「20 [mm] ÷ 34632 [m]」では密度のような計算にはなりません。
    また、曇は通常、雨滴が出現し引力の効果で降下するのと、上昇気流に押されて舞い上がるのとが総合しています。単純に言えば、ある高度の範囲で停滞してます。それと雨滴から蒸発するのと、周囲の水蒸気(気体のH2O)が凝結するのとが拮抗しているため、遠くから眺めれば曇が浮かんでいるようになっているのでしょう。 
    飽和水蒸気量を一つの要素にするのはイイとして、降雨から計算するのは、ザックリ計算医しても無理だと思います。

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