高く上がれば気圧は下がる ポテトチップスを持っていっテイネ! 〜手稲山ロープウェイ山頂駅〜





スキーシーズンの冬、サッポロテイネスキー場に行ってきました。ロープウェイに乗ると手稲山の山頂近くにある山頂駅に行くことができます。そこは標高約1000mの場所です*1。札幌のような大きな都市のすぐ近くに1000m級の山があるのは日本国内において珍しいことですが、そこへ登山もせずに乗り物に乗って行くことができるお気軽さも特筆すべきことだと思います。




さて今回は標高が高い所では低い所よりも気圧が低いことについて紹介しましょう。わかりやすい比較実験としてポテトチップスの袋の膨らみ具合を比べてみました。山麓手稲駅近くのお店で買った時よりも山頂駅休憩室での方が、袋が膨んでいます。これは山頂での気圧が低いので、ポテトチップスの袋を押す大気の力が弱いためです。


 

  • 写真:ロープウェイ山頂駅休憩室でのポテトチップスの袋



  • 写真:山のふもとにある手稲駅舎内でのポテトチップスの袋


気圧とは、その場所からその上空までの地球大気の重さによる単位面積あたりの力(圧力)のことです。大気圧とも呼びます。海面での気圧は気象条件により変動しますが、1気圧という単位を用いて表されます。1気圧は、およそ1cm2あたり約1kg重で、1013.25hPa[ヘクトパスカル]*2と定められています*3。下の図のように、山頂の方が海面よりも上空までの空気の量が少ないので気圧が下がります。標高1000mでは海面よりも0.1気圧ほど低い約0.9気圧です*4



  • 図:山頂と山のふもとでの大気圧の違いは、上空までの空気の量の違いによる

ポテトチップスの袋を標高の高いところに持って行くと、袋の外の気圧が下がるので、袋の内側の気体による圧力の方が大きくなり、その結果、袋の中の気体の体積が増えます。それに従って袋の内側の圧力は下がり、内側の圧力と外側の気圧が釣り合うところまで、内側の気体の体積が増えるのです*5。実際に比べる場合は、標高が高くなると気温が下がる*6ので、気温がほぼ同じ条件である屋内で比べると良いでしょう。今回はロープウェイ山頂駅の休憩室(室温約15度)を利用しました。


  • 写真:暖房された室温約15度のロープウェイ山頂駅の休憩室


冬のスキーや夏の山頂登山の時には気圧を目で確かめるためにポテトチップスを持って行ってはいかがでしょうか。気圧を実感できますよ。でも山頂に着くまでにポテトチップスを食べてしまわないように気をつけてくださいね。

【アクセス】
手稲山山頂

  • JR手稲駅からバスで「テイネハイランド」下車
  • 手稲ロープウェイで「山頂駅」へ


【参考資料】

  1. 「気象の事典」 平凡社
  2. 「天気質問箱」平井伸行 NHK出版


【参考リンク】

  1. サッポロテイネ


【追記 2月20日】

温度が一定の場合、気圧が0.9倍になると、体積はその逆数である1.11倍になります。そのため室温(約15度)における「山頂」でのポテトチップスの袋は、「山のふもと」のよりも1.11倍に膨らんでいます。ただ山頂の屋外にポテトチップスを持って行くと、冬は気温が低いので、写真のように袋は膨らんで見えません。この写真を撮影した時の外気温は測定していなかったのですが、気温マイナス10度くらいの場合、山のふもとでの室温における体積とほぼ同じになってしまいます。


一方、気温がそれほど低くない時期は、山頂の屋外でもポテトチップスの袋が膨らんでいることがわかります。山頂ではふもとよりも気温が6度低いことを考慮して、例えば、0.9気圧、気温9度の場合は、気温15度のふもとでの体積の約1.09倍になります。


(文・写真・図 大鐘卓哉)


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*1:手稲山山頂は手稲区ですが、ロープウェイ山頂駅は西区です。

*2:hPaは、圧力を表す単位Pa[パスカル]の100倍で、100N/m2[ニュートン毎平方メートル]に相当します。

*3:1954年の国際度量衡総会(CGPM)において、海面における大気圧の標準の値を1013.25hPa[ヘクトパスカル]と定めました。

*4:高度3000mまでは、高度が100m上がるごとに気圧が0.01気圧下がります。それを利用して気圧からおよその高度を逆算することもできます。

*5:温度が一定ならば、理想気体の体積は圧力に反比例することを示したボイルの法則の考え方を用いると、気圧が下がることにより袋の中の気体の圧力も下がり、その結果袋の中の気体の体積が増えると考えても良いでしょう。

*6:標高が100m高くなるごとに気温が約0.6度下がります。気温が下がると、気体の体積を減らす効果があります。