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お天気豆知識(2025年03月22日(土))

管楽器の音の高さ・1
管楽器の音の高さ・1

私たち人間は昔から音を出して情報を伝えたり、楽器などを使って音楽を楽しんだりしてきました。現在も私たちは音とはきってもきれない生活をしていますが、意外にも音の本質については知らないものです。
音は空気の震動によって伝わることは多くの方が知っていると思いますが、では、音の高さはどのようにして変化するのでしょうか。フルートやトランペットなどに代表される管楽器を例にとってみてみましょう。
管楽器の一方の口から息を吹きこむと、反対の口から音が出てきます。「息」という空気の流れが「音」になるとき、唇や楽器の「発音体」とよばれる部分が振動します。すると、管楽器の中の「空気柱(くうきちゅう)」とよばれる管の中の空気も振動します。
空気柱の中では、空気が行ったり来たりを繰り返しており、空気の濃い部分と薄い部分を作り出しています。こうした空気の振動は、一般に振動する空気柱が長いほど低い音を出します。
管楽器には様々な種類があり、音の高さを変える仕組みもそれぞれですが、いずれも空気柱の長さを変化させる原理を利用しているのです。

管楽器の音の高さ・2
管楽器の音の高さ・2

管楽器は、空気が振動する「空気柱」の長さを変化させて音の高さを変えますが、音の高さは気温によっても変わるのです。
気温が高いと空気が膨張するため、音の伝わりかたは速くなります。例えば、気温が10度の場合は音速は秒速338メートルくらいですが、それが30度になると秒速350メートルくらいにまで速くなります。
そして音には、その伝わりかたが速いほど振動が細かくなる、つまり音が高くなるという性質があります。このために、気温が高いと音がいつもより高くなってしまうのです。
同様に気温が低いときには音は低くなります。ちなみに楽器自体も気温によって膨張や収縮をしますが、空気と比べるとそれはわずかなもので、音の高さへの影響はほとんどないといえます。
音は気温の少しの違いにも影響をうけてしまう繊細なものです。そのために、コンサートホールではいつでも温度が一定になるように空調を工夫しているのです。
素晴らしい演奏のうらでは、空気までも楽器として活躍していたのですね。

過去のお天気豆知識

江戸後期の地図作り2025年04月25日(金)
ファタ・モルガナ2025年04月24日(木)
潮干狩りと季節2025年04月23日(水)
果物の花2025年04月22日(火)
ツツジの種類2025年04月21日(月)
紫外線は反射する2025年04月20日(日)

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江戸後期の地図作り

江戸後期の地図作り

大型連休をひかえ、旅行の計画を立てている方も多いのではないでしょうか。旅行に出かける際の持ち物の中で、欠かせないのはやはりその土地の地図ですね。初めて日本の正確な地図を作った人をご存じでしょうか。その人は江戸時代後期に活躍した伊能忠敬(いのうただたか)です。彼の測量の方法は、当時は歩幅をつかって距離を測る歩測でした。また、夜は天体観測を行って緯度を測定しました。北極星の高度がその場所の緯度と同じことを利用して現在地の緯度を調べていたのです。ただ一方で、緯度と同様に地図作りには欠かせない経度の測定はやっかいだったようです。経度の測定は、江戸、大阪と観測地の3地点で同時に日食や月食の始まりと終わりの時間をはかり、その差から求めようとするものでした。観測期間中に日食は4回、月食は9回ありましたが、どこかが悪天候になると測定はできません。なかなかうまくいかず、経度の測定は実質的には失敗だったようです。そのため経度は天体観測ではなく別の方法で計算から求められました。伊能忠敬は日本全国を歩き回り測量を重ねましたが、旅に出て18年後に病死してしまいます。その後は、弟子たちが引き継いで1821年に、のちに伊能図と呼ばれる「大日本沿海輿地全図(だいにほんえんかいよちぜんず)」を完成させ、幕府に提出したのです。

ファタ・モルガナ

ファタ・モルガナ

春になると、北陸の富山湾では蜃気楼(しんきろう)が現れやすくなります。これは、立山などの飛騨山脈から流れ出た冷たい雪解けの水が富山湾に流れ込んで、海面に近い方の空気が冷たくなる逆転層ができるからです。蜃気楼には大きく分けると2種類のタイプがあり、実物よりも低い所に見えるものと、実物より高い所に伸び上がったり浮かんだりして見えるものがあります。富山湾で春に見られる蜃気楼は後者のタイプの上に伸びる蜃気楼で、同じように上にのびる蜃気楼に「ファタ・モルガナ」と呼ばれるものがあります。「ファタ・モルガナ」は、ヨーロッパでは蜃気楼の別名として呼ばれることもあるようですが、もとはイタリア半島とシチリア島との間のメッシナ海峡に現れる蜃気楼のことです。メッシナ海峡のファタ・モルガナは対岸の壁や塔、家のようなものがそそり立ち、それが空中に浮かんで見えます。そんなファタ・モルガナは、アーサー王物語に出てくる伝説上の妖精モルガナにちなんで名付けられました。「ファタ」とは妖精のことで、モルガナは蜃気楼を使って神秘的な能力を示したと言われています。のちに、イタリアの詩人たちはモルガナのことを、「波の下の水晶宮に住み、このような蜃気楼を起こす妖精」と詠いました。それがきっかけで、ファタ・モルガナは蜃気楼の代名詞になったといわれています。

潮干狩りと季節

潮干狩りと季節

春は潮干狩りの季節ですね。しかし、貝自体は春だけでなく一年を通して採ることができます。ではなぜ潮干狩りには春が良いのでしょうか。その理由のひとつは、春は昼間に大きく潮が引くことです。満潮と干潮は通常1日に2回ありますが、干潮同士でも潮位は異なります。そのうちの大きく引く方が昼間に来るのです。一方、夏も潮干狩りはできますが、暑さで貝が腐りやすくなるという欠点があります。採った貝の取り扱いには十分な注意が必要となるでしょう。次に、秋も潮干狩りにはあまり向きません。これは春とは逆に、夜に大きく潮が引くためです。夜の海は視界が悪く、危険を伴います。そして冬は気温と海水温が下がり、手足を水につけた作業はつらくなってくる時期なので、潮干狩りには適さないのです。以上のことから、一年の中では春が潮干狩りを楽しむのに最も適した季節といえます。この時期に、是非潮干狩りに出かけてみてはいかがでしょうか。