冬の寒い日に息が白くなるのはなぜ?

息,白くなる 自然雑学
自然雑学

外に出た時、吐く息が白くなるのを見ると「もう冬なんだなー」と実感しますよね。

でもよくよく考えてみれば、なぜ寒いと息が白くなるのでしょうか。

 

えりこ
えりこ

口から出た水蒸気が凍ってるから…かな?

山森サクラ
山森サクラ

ブッブー!

ハズレです!!

山森サクラ

寒いと息が白くなるのは、冷やされた水蒸気が水滴になっているからなんです!

 

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寒いと息が白くなる理由

先に結論から言ってしまうと、寒いと息が白くなるのは吐いた息の中に含まれる水蒸気が、外気温で冷やされて水滴になるからです。

水蒸気自体は無色透明で目には見えませんが、小さな水の粒になってしまえば、光の反射によって目に見えるようになるのです。

 

えりこ

水蒸気って、そもそもが「小さい水の粒」だと思ってたよ…。

山森サクラ

水蒸気っていうのは、水が気体になったもののことですよ!

酸素や二酸化炭素が目に見えないのと同じで、水蒸気だってそのままじゃあ目で見ることはできないんです。

 

温度差による飽和水蒸気量の違い

山森サクラ

さて、それじゃあなんで気体であるはずの水蒸気が、水滴となって目に見えるようになるのかと言いますと…

山森サクラ

ずばり、温度差によって「飽和水蒸気量」が変わるからなんです!

えりこ

飽和水蒸気量?

山森サクラ

空気中に含むことができる、水蒸気の量のことです。

 

空気には、温度が高いと飽和水蒸気量が大きくなり、温度が低いと飽和水蒸気量が小さくなるという性質があります。

簡単に言えば、温かい空気には水蒸気をたくさん含むことができるけれど、冷たい空気には水蒸気は少ししか含むことができない、ということですね。

 

山森サクラ

体の中って温かいですよね?そして冬の空気って冷たいですよね?

山森サクラ

ってことは、口から吐き出された空気は、外に出た瞬間に飽和水蒸気量がグッと少なくなるってことです!

山森サクラ

そして飽和水蒸気量を超えた分の水蒸気が、目に見える”小さな水滴”という形になって、白く見えるんですよ。

 

外気温と差があるほど息は白くなる

人間の体温は大体36~37℃ですから、口から出ていく息も体温と同じ36℃くらいに温められています。

春や夏に息が白くならないのは、外気温との差がそれほど大きくないからですね。

これが寒くなればなるほど外気温との差は大きくなるので、気温の低い冬になると息が白くなる、というわけなんです。

 

山森サクラ

つまり「寒いから息が白くなる」というよりは、「体内の空気と外気温との差があるから、息が白くなる」というのが正しいですね。

えりこ

じゃあもし仮に、人間の体温が80℃くらいあったら、真夏でも息が白くなるってこと?

山森サクラ

その通りです!

山森サクラ

ヤカンでお湯を沸かすと、夏でも湯気が出るでしょ?

あれは沸騰して温められた空気と気温に差があるから、飽和水蒸気量を超えて水滴となった水蒸気が、白く見えているんです。

えりこ

じゃあ人間が白い息を吐くのも、言ってみれば口から湯気が出てるのと同じってことか…。

 

湿度が高いと白くなりやすい

山森サクラ

ここまでは温度のことばかり言ってきましたけど、じつは湿度によっても息が白くなるかどうかは変わるんですよ。

えりこ

えっ、そうなの?

山森サクラ

だって考えてみてください。

湿度が高い時って、すでに空気中にたくさんの水蒸気があるってことでしょ?

山森サクラ

そこに口からも水蒸気が出てきたら、すぐに飽和状態になると思いません?

えりこ

言われてみれば、確かにそうだね。

えりこ

逆に乾燥している時なら、水蒸気の受け皿にまだ余裕があるわけだし。

山森サクラ

そうなんですよ!

だから普通なら気温13℃くらいからが息が白くなる目安だと言われてますけど、湿度が高い状態なら17℃くらいでも息が白くなることもあるんです。

 

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南極では息が白くならない

えりこ

温度差が大きいほど息が白くなるんなら、南極なんてビックリするくらい息が白くなるんだろうね…。

山森サクラ

ふふふ、それがですね~、じつは南極じゃあ息が白くならないんですよ!

えりこ

なんで!?極寒の地なのに…

山森サクラ

水蒸気が水滴になるためには、空気中のチリやホコリとか、何か「核」になるものが必要なんです。

山森サクラ

でも南極って砂がないから砂ぼこりも立たないし、めちゃくちゃ空気が澄んでるから、水滴の核になるものがないんですよ。

山森サクラ

だから南極では息が白くならないんです。

えりこ

へ~。

じゃあ通常なら水滴になるはずだった水蒸気は、南極だとどうなるの?

飽和水蒸気量を超えたら、気体ではいられないんでしょ?

山森サクラ

空気中のチリやホコリ以外のものを核として、水滴になります。

窓ガラスの「結露」を想像するとわかりやすいですよ。

えりこ

あっ、そういうことね!

山森サクラ

でも-50℃以下になると、息に含まれる水蒸気が一瞬で氷の結晶へと変化するので、南極でも息が白くなると言われています。

 

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まとめ

息が白くなるのは単純に「何℃以下~」というのではなく、その時の湿度にも左右されます。

もしも「昨日と温度はほぼ同じなのに、今日はやけに息が白いな?」と感じたら、昨日よりも湿度がかなり高い可能性がありますね。

 

えりこ

ぜひとも南極に行って、「寒いのに息が白くない」っていうのを体験してみたいね~。

山森サクラ

えっ、ほんとですか!?

山森サクラ

今度、父の南極生物調査に同行するんですけど、えりこさんも一緒に行きましょう!

えりこ

えっ、いや、これはちょっとした冗談というか、実現しないことが前提の軽口というか…

山森サクラ

荒天で遭難しかけたりクレバスに落っこちそうになったりすることもありますけど、気を付けていれば大丈夫ですから!

えりこ

ゴメン、無理です!!

 

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