破壊学事始

湿った空気が山にぶつかると、高度が上昇して水蒸気が結露して雨になる、と普通は説明されている。日本では日本海で発生した大量の水を含んだ空気が偏西風に流されて、日本列島の山脈にぶつかり、雨、雪を降らせる。

山ではじっさいに雲が出来る光景を見ることができる。これを見てほしい。

雲は木の上から湧いてくるように見える。

ところで、植物が光合成を行うカルビン回路がある。カルビン回路は二酸化炭素と水から炭酸同化作用で炭化水素化合物をつくる。ATP合成ではあまった水素原子を放出する。カルビン回路は1秒間に17回サイクルを繰り返すといわれている。

カルビン回路中の葉緑素は、光を受けると電子を放出する。通常のこの電子は、ATPの合成に使われるとされている。植物は、太陽光があるときは、酸素、水素イオンと電子を作っているわけだ。これは雨の材料だ。

12H2O -> 6O2 + 24H+ + 24e-

しかし、もう少し観察すると、同じ植物のある平地では、雲の発生を見ることはない。水田などは格好の水蒸気の発生する場所と思えるが、水田から雲が湧いている光景は見たことがない。平地の林があれば、比較できるはずだが、残念ながら日本には平地林がほとんど残っていないのだ。

そこで予想できるのは次のようなメカニズムだ。

太陽光に含まれる紫外線が酸素をオゾンに変える。地殻内部から電子が放出されるが、電離層のプラスに引かれるので、電離層により近い山から大量の電子が出てくる。電離層からプロトンが降りてくる。電離層から降りてくるプロトンは、通常大気電流として観測される。大気電流が増えると地表と電離層の間で電位差が低下するので、気圧も低くなる。

低気圧が発生するのは、大気電流が増えることで、それはプロトンの移動が増えるためだ。大気中のプロトン濃度、通常は水素濃度として観測されるが、水素原子が増えるとオゾンと反応しやすくなり、雲が発生する。オゾンと水素原子の反応には地表から放出される電子が関わっている。

地表の電子がなぜ放出されるかという問題もある。これは、地殻内部に大量の電子があるためで、電子の持つ電位がばらばらであるため、誘電体バリア放電が起きていると考えられる。誘電体バリア放電については別にまた書きたい。