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2018.2.15配信
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入試で狙われそうな今月の理科トピックス(スーパー ブルー ブラッドムーン、豪雨予測、オゾンホール縮小?、草津白根山の噴火)

今月は、“スーパー ブルー ブラッドムーン”と“豪雨予測”と“オゾンホール縮小?”そして“草津白根山の噴火”について取り上げてみましょう。

< スーパー ブルー ブラッドムーン >

 

明るく輝く満月が地球の影に入って赤褐色に見える「皆既月食」が1月31日に、平成27年4月以来、およそ3年ぶりに各地で観測出来ました。皆既月食は、太陽、地球、月が一直線上に並んで起きる天体現象であることは皆さんご存知でしょう。ところがNASA(米国航空宇宙局)は今回の皆既月食を、非常に珍しい「スーパーブルーブラッドムーン」だと紹介しました。

『スーパームーンとは』

月と地球の距離は通常約38.5万kmと表現していますが、月は楕円軌道を描いて地球の回りを周回していますので、約29.5日ごとに約36万kmから40.5万kmと距離が変化しています。1月31日は丁度月が最接近した満月の日だったので、通常より大きく見え、明るさも通常より約14%明るく観測できたのです。これがスーパームーンと言われる理由です。

『ブルームーンとは』

1月は1月2日に続いて31日に2度目の満月となったので、極めてまれという意味からブルームーンという言葉を使うようです。空中に漂うちりのせいで月が青く見える現象がまれにあったことから発生したことばの様ですが、天文学用語ではなく、他にも語源は諸説あるようです。

『ブラッドムーンとは』

皆既月食の月は赤褐色で輝くことから、英語では血の色の月、「ブラッドムーン」と呼ばれています。月が地球の影に完全に入ると、太陽光が直接あたらなくなりますが、地球の大気を通過する太陽光線のうち波長の長い赤い色だけが屈折して地球の影に入った月を照らすようになります。朝日や夕日が赤く見えるのと同じ理由です。この赤褐色は、地球の大気に含まれるちりの量で色合いが変化するのだそうです。ちりが少ないと多くの光が大気を通り抜けて赤褐色の中でも明るいオレンジ色に近くなり、逆にちりが多いと黒っぽくなるということです。
 大規模な火山噴火の噴煙や火山灰が成層圏にまで吹き上がり、地球規模に拡散した1982年のメキシコのエルチチョン火山の噴火ではこの時の皆既月食の月の色は回析する光が無く真っ暗だったそうで、1991年のフィリピンのピナツボ火山の噴火の場合、2年後の皆既月食でも赤みがかった灰色の月が観測されました。噴火の影響の大きさに驚かされます。
 大気汚染具合を地球規模で観察できる機会として月面の色彩のデータが活用されているようです。

『皆既月食の継続時間』

今回の皆既月食の継続時間は約1時間17分間続きましたが、前回3年前に日本で観測できたときにはわずか12分でした。
なぜこのように変化するのでしょうか?
その理由はいくつかあります。

  • 地球の影の大きさが月の距離では月の約3倍の大きさがある。
  • 地球の公転面(黄道)と月の回転面が約5度ずれているので、月が影のどこを通過するかで時間が変わる。陰の中心を通過すれば長い時間観測できることになる。
  • 月と地球の距離が遠い時に影を通過すれば近い時より長い時間影の中に入っている。

平成12年7月16日には、月が地球から最も離れている時、陰の中心を通過したので、継続時間が1時間47分という史上最長クラスの皆既月食が観測されました。
国立天文台によるシミュレーションでは、最も長い皆既月食の時間は1時間47分17秒とのことです。次回の1時間47分以上の皆既月食は1769年後なのだそうですよ。

< 豪雨予測 >

気象衛星「ひまわり8号」のデータとスーパーコンピューター「京」を活用して、豪雨の発生場所などを高精度で予測する手法の開発が、理化学研究所と気象庁気象研究所の研究グループによって成功しました。将来的には天気予報の精度を一層向上させて、豪雨や洪水の危険性をいち早く予報できることが期待されています。

『なぜ集中豪雨の予測が難しいの?』

気象予報は地上・海上から上空の気温・湿度・風向・風速・海流の温度、方向や速度などを使い、大型計算機を使って作られています。でも、厚い雲におおわれた地域の気象条件は把握が困難であり、変化が激しい気象条件や、海上のように観測点が少ない場合はデータ量が少ない為、予測が困難でした。

『ひまわり8号って?』

JAXAによりますと3年前から運用が始まった気象衛星「ひまわり8号」は、前7号機に比べ次のような性能向上が図られています。

  • 東アジアから西太平洋全域の観察時間は、30分間から10分間に短縮された。
  • 分解能が2倍になり、氷や黄砂などを細かく判別することが可能となった。
  • 日本付近の観測頻度は2分半おきに行われ、積雲の急な発達が監視できるようになった。
  • 観測している周波数帯(可視光・近赤外線・赤外線)が約3倍になり、カラー画像化されたことで 雲や水温、火山灰などの観測したい対象の波長が異なることを利用し、見たい部分をより目立たせて表示できるようになった。
『ビッグデータの処理手法』

研究グループは、ひまわり8号で得られた膨大なビッグデータをスーパーコンピューター「京」で処理する手法を開発したことで、豪雨の発生場所などをより高い精度で予測し、自然災害の発生前に当局が人命を救うための警報を早期に出すことができる可能性があるといいます。期待は大きいのですが、まだ気象庁予報システムに組み込むには技術的な課題を解決しなければならず、残念ながら実用化のめどは立っていないということです。

< オゾンホール縮小? >

NASA(米国航空宇宙局)は、南極上空のオゾン層の破壊が改善していることを直接観測によって確認したと、1月4日に発表しました。

『オゾン層ってなに?』

オゾンとは酸素原子3個で出来た気体です。身近では電気の放電現象、雷が落ちた時に発生しますので、まれに鼻をつく異臭を体感した方も居るかも知れませんが、地球上の約90%のオゾンは地上約10kmから50kmの成層圏にあります。そのオゾンの多い層をオゾン層と言っています。

『なぜオゾン層は破壊されたの?』

フロンというガスが電気冷蔵庫やエアコンに使われたり、工場で部品の洗浄などに使われていました。このガスは非常に効率的で使い勝手が良かったために世界中で使われました。そのフロンが機械の故障や修理の時に漏れたり、工場の生産工程で回収や再利用されず、大気中に拡散し成層圏まで上昇していきました。すると紫外線で分解され、塩素が作られます。この塩素がオゾンを破壊することになったのです。

『破壊されたらどうなるの?』

まだ地球が二酸化炭素ガスに覆われ、酸素が無かった時代には、陸上は太陽からの強烈な紫外線が降り注ぎ、生物は生きていけませんでした。やがて20数億年前に酸素を光合成で作り出すシアノバクテリアやプランクトンが出てきたため、徐々に地球の酸素濃度は上昇し、上空にオゾン層が作られてきました。オゾン層は生物に有害な太陽からの紫外線を吸収し、地上の生態系を守り、成層圏の大気を暖め、地球の気候に大きく関わっています。
従って、もしもオゾン層が破壊されたら、生物に有害な紫外線が強くなり、広くは生物の遺伝子DNAの損傷、人体への影響は免疫機能低下、皮膚のシミ、皮膚がん、目の場合には白く濁る白内障などの被害が起ります。

『どうして改善してきたの?』

1983年当時、南極上空のオゾン層に穴が開いたようにオゾンが無くなる現象“オゾンホール”が発見され、フロンガスがオゾン層を破壊する原因物質と判りました。そこで1989年カナダのモントリオールで国際会議が開催され、議定書という約束を国際的に守ろうと取り決めました。以来フロンガスの使用禁止及び回収を実施しています。
 その結果、南極上空のオゾンホールが縮小傾向にあるとの本年当初のNASA発表になったのです。オゾンホールは南極上空の気象条件にも影響を受けるので、影響されにくい冬季の比較を行ったところ、塩素のレベルが年率0.8%で減少し、破壊されるオゾン量も約20%減少したとの事です。
 国際的協調によって改善されたことは非常に喜ばしいことです。地球温暖化ガスの削減も異常気象、海水面上昇を防ぐにはもう待ったなしです。国際協調が早く進んでほしいものですね。

 

< 草津白根山の噴火 >

2014年(平成26年)9月27日に登山者ら58名が亡くなられた御嶽山(おんたけさん、長野県と岐阜県の県境)の火山噴火がありましたが、今年1月23日またも噴火警戒レベル1の日本百名山の一つ、草津白根山の最高峰、本白根山(もとしらねさん)で、死傷者12名を出す火山噴火が発生しました。

『火山噴火への対策は?』
  • 気象庁は全国にある111の活火山のうち、38の火山に対し、住民や観光客、登山者が守るべき5段階の行動規制を“噴火警戒レベル”として制定しています。
  • 噴火予報としてのレベル1は“活火山であることに注意すること”としています(火山活動は平穏)。
  • 火口周辺警報のレベル2は“火口周辺への立ち入り規制”で、レベル3は“入山規制や登山禁止”などの立ち入り規制が強化されています。
  • 噴火警報のレベル4となると“避難準備”となり、居住地域に重大な被害を及ぼす噴火の危険がある場合に出され、最高のレベル5はまさに“噴火警報”となり、避難が指示されます。居住地域に重大な被害を及ぼす噴火の発生または直ぐにも噴火しそうな状態の時に出されます。
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“草津白根山”とは噴火の可能性が高いと予測された白根山を含め、一帯の山の総称ですが、今回の噴火は、白根山から約2.5km離れ、数千年噴火の形跡がなく監視もされていなかった本白根山で発生しました。なぜ予測できる噴火と予測困難な噴火があるのでしょうか?そこには火山噴火の種類が、深く関わっています。

『火山噴火の種類は?』

次の3種類に分類されています。

  • マグマ噴火:マグマが火口から流れ出したり、溶岩や火山灰を噴出するもの。
  • マグマ水蒸気噴火:マグマが地下水に接触し、水蒸気が爆発的に火山灰や噴石を伴って噴出するもの。
  • 水蒸気噴火:マグマの熱で地下水が熱せられ水蒸気となり、火山灰や噴石と共に噴出するもの。 この水蒸気噴火は前触れ無しに突然起きることが多く、予測が困難なのだそうです。気象庁によりますと、草津白根山の噴火は水蒸気噴火だったようです。

自然災害は想定外の事が起こるものですから、火山地域に行く場合は最新情報を調べ、避難ルートの確認など自分の出来る範囲で安全確保に努めましょうね。

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