【理科】4年生:水の循環(雨水のゆくえと水のめぐり)

こんにちは!今日は、地球上でくり広げられている壮大な旅、「水の循環(じゅんかん)」について一緒に探検していきましょう。
大雨が降ったあとの雨水はどこへ消えてしまうのか、なぜ晴れた日には水たまりがなくなるのか、そしてそもそも雨はどこからやってくるのか、疑問に思ったことはありませんか?水の旅を、ステップバイステップでゆっくり追っていきましょう!

1. 地面の上の雨水はどこへ行くの?

校庭や道路、山などに雨が降ったとき、その水はどうなるのでしょうか?

水は高いところから低いところへ流れる

雨が降っているときや雨上がりに、傾いた地面や坂道を観察すると、はっきりとした特徴に気づきます。
水はいつも、高いところから低いところへと流れていきます。

・雨水は小さな流れになって集まり、より低い場所へと流れていきます。
・水たまりや溝、池、川へと集まり、やがて海へと向かって進んでいきます。

地面への水のしみこみ方(土の粒の大きさ)

雨水はずっと地面の上に残っているのでしょうか?いいえ、違いますよね!水の一部は地面にしみこんでいきます。ただし、どれくらい速くしみこむかは、土の粒の大きさによって変わります。

・粒が大きい土(砂や砂利):粒と粒のすきまが大きいため、水はとても速く通り抜けてしみこみます。
・粒が小さい土(運動場の土や粘土):粒と粒のすきまがとても小さいため、水はゆっくりとしかしみこみません。粒の細かい地面には、よく水たまりができます。

【このセクションのまとめ】
・雨水は高いところから低いところへ流れて集まる。
・雨水のしみこみやすさは土の粒の大きさによって決まる(粒が大きいほど速くしみこむ)。


2. 水たまりはどこへ消えるの?(蒸発)

雨がやんで太陽が出てくると、数時間後には水たまりが干上がり、地面はすっかり乾いてしまいます。あのたくさんの水は、一体どこへ消えてしまったのでしょうか?

水は空気中へ蒸発する

地面にあった水は、目に見えない気体である「水蒸気(すいじょうき)」に姿を変えて、まわりの空気中へと逃げていきます。この現象を蒸発(じょうはつ)といいます。

・水を沸騰させなくても、蒸発は起こります。普段の気温でも、水たまりや湿った土、植物の葉、干した洗濯物から、水は静かに水蒸気へと変わっていきます。
・水蒸気はまったく目に見えません。目で見ることはできませんが、私たちのまわりの空気中にしっかり混ざり合っています。

【このセクションのまとめ】
・地面や水たまりの水は、目に見えない水蒸気になって空気中に出ていく。
・液体の水が空気中の水蒸気に変わることを蒸発という。


3. 空にのぼった水蒸気はどうなるの?(結露・凝結)

水蒸気が空気中を高くのぼっていくと、次に何が起こるのでしょうか?

冷やされると、水蒸気は再び水に戻る

水蒸気が空高く上がっていくと、まわりの温度が下がって冷やされます。水蒸気は冷やされると、再び小さな水の粒(液体)へと戻ります。これを結露(けつろ)[または凝結(ぎょうけつ)]といいます。

(身近な例)暖かい日に、冷たい水を注いだコップを思い出してみてください。コップの外側に水滴がつきますよね!これは、空気中の水蒸気が冷やされて、液体の水滴に戻ったものなのです。

雲と雨

・温度がとても低い上空では、空気中の水蒸気が冷やされて、数え切れないほどたくさんの小さな水の粒(または小さな氷の粒)に戻ります。これらが集まったものが雲です(地面の近くにあるものは霧(きり)と呼びます)。
・これらの小さな粒が互いにくっつき合って大きく重くなると、もはや空気中に浮かんでいられなくなります。そして、雨(とても寒いときは雪)となって再び地面へと落ちてくるのです!

【このセクションのまとめ】
・空気中の水蒸気は、冷やされるとふたたび液体の水滴に戻る(結露)。
・空に集まった小さな水の粒が雲になり、やがて雨となって地面に降ってくる。


4. 終わりのない旅:水の循環(じゅんかん)

さあ、すべてのピースをひとつの輪につなげてみましょう!地球上の水は、「水の循環」と呼ばれる巨大な輪を描いて、絶え間なくぐるぐると旅をしています。

1. 雨が降る:雲の中の水が、雨となって地面へと降りそそぎます。
2. 流れる・しみこむ:雨水は高いところから低いところへと流れて川や海に入ったり、土の中へとしみこんだりします。
3. 水が蒸発する:地面や川、海、水たまりの水が、目に見えない水蒸気となって空気中へ蒸発します。
4. 水蒸気が冷える:上空へのぼった水蒸気が冷やされて雲になり、再び雨となって降り注ぎます!

【大切なポイント!】
あなたが今日飲んだ水も、空から降る雨も、広大な海の水も、何億年もの間ずっと地球の上をめぐり続けています。今度、水たまりが乾いていくのを見たり、雨雲が広がっていくのを眺めたりしたときは、この壮大な水のめぐりをぜひ思い出してみてくださいね!