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中学 地学

大地・天気・天体。地球そのものを観察する学問。スケールが大きい分、図がすべての近道。

目次

Unit 0 — 小学校の復習

地面の下がどうなっているかを、絵で確認する。

① 地球は層になっている

図 0-A
地殻(ちかく) 薄い岩石の層 マントル 熱くて柔らかい岩石 外核 液体の金属(鉄) 内核 固体の金属 ★ 私たちは「地殻」の表面に住んでいる
地球は中心の鉄から地表の岩石まで、層のようにできている。表面の薄い層が「地殻」。

② マグマと火山

地下深くの岩石が、高温でとけたものがマグマ。マグマが地表に出ると火山の噴火になる。

Unit 0 のまとめ

  • 地球は層になっている(地殻・マントル・外核・内核)
  • 地下のとけた岩石=マグマ
  • マグマが地表に出る現象=火山の噴火

Unit 1 — 火山と火成岩

マグマから火山、火山から火成岩までのつながりを理解し、岩石の名前と特徴を見分けられるようになる。

図 1-MAP
マグマ 地下の溶けた岩石 火山活動 噴火・溶岩・火山灰 マグマが冷えて固まる → 火成岩(かせいがん) 2種類: 火山岩 / 深成岩 大地 岩石ができる ★ Unit 1 はこの流れを順番に見ていく
マグマ → 火山活動 → 冷えて固まる → 火成岩。この流れを4節で見ていく。

① マグマと火山の断面

図 1-1
噴火 火口 火山灰 マグマだまり マグマ 溶岩 (流れ出たマグマ)
地下のマグマだまりから、マグマが上昇して火口から噴出する。流れ出たマグマが溶岩。

📚 用語

  • マグマ地下深くで岩石が高温でとけたもの。1000℃以上。
  • マグマだまり地下にあるマグマの貯蔵庫のようなところ。
  • 溶岩ようがんマグマが地表に流れ出たもの。冷えると固まる。
  • 火口かこうマグマが噴出する穴。
  • 火山噴出物かざんふんしゅつぶつ溶岩・火山灰・軽石・火山弾・火山ガスなど、火山から出るもの全体。

② 火山の形 — マグマの「ねばりけ」で決まる

同じ火山でも形がちがう。これはマグマのねばりけのちがい。ねばりけが強いほどドーム状、弱いほど平たい。

図 1-2(重要)
ねばりけ 弱 ねばりけ 強 ① たて状火山 平たい(盾を伏せた形) マグマがサラサラ流れる 例: マウナロア、キラウエア ② 成層火山 円錐形(つの形) 中ぐらいのねばりけ 例: 富士山、桜島、浅間山 ③ ドーム状火山 ドーム型(おわん伏せ) ねばりけがとても強い 例: 雲仙普賢岳、昭和新山 関係 弱い ↔ 平たい  爆発しにくい 中 ↔ 円錐 強い ↔ ドーム  爆発しやすい 黒 ← → 白 玄武岩↔流紋岩 ★ ねばりけ 弱:黒っぽい・温度高い・サラサラ・平たい火山 ★ ねばりけ 強:白っぽい・温度低い・ねっとり・ドーム型・爆発的
マグマのねばりけで火山の形・噴火の激しさ・岩石の色がすべて決まる。

目からウロコ:ねばりけ1つで全部つながる

「ねばりけが強い」と知ったら、次のことが全部わかる:

  • 形 → ドーム状になる
  • 噴火 → 爆発的になる
  • 色 → 白っぽい
  • 温度 → 低め(800〜900℃)
  • 岩石 → 流紋岩・花こう岩のグループ

逆に「ねばりけが弱い」も全部逆。1つの軸で全部つながっているのが地学の美しさ。

③ 火山噴出物

火山から出てくるものをまとめて火山噴出物という。5種類くらい覚えよう。

図 1-3
① 溶岩 流れ出たマグマ が冷えたもの 固体・大きい ② 火山灰 細かい粉 (粒 2mm 以下) 遠くまで飛ぶ ③ 軽石 穴があいて 水に浮くほど軽い 白っぽい ④ 火山弾 マグマのかたまりが 空中で固まる 大きい(数cm〜) ⑤ 火山ガス 水蒸気がほとんど + CO₂、SO₂… 温泉のもとにも ★ 「ようがん・かざんばい・かるいし・かざんだん・かざんガス」5つを覚える
火山から出る5つ。「火山灰」と「軽石」と「火山弾」のちがいに注意(大きさ・できる場所がちがう)。

④ 火成岩 — マグマが固まった岩石

マグマが冷えて固まった岩石をまとめて火成岩(かせいがん)という。どこで・どれくらいの速さで冷えたかで2種類に分かれる。

図 1-4
地表 急いで冷える 火山岩(かざんがん) 地表 or 地表近くで 「急いで」冷える → 結晶が育つ時間がない → 細かい粒+大きな結晶 マグマだまり ↓ 地下深く ↓ ゆっくり冷える 深成岩(しんせいがん) 地下深くで「ゆっくり」冷える
火山岩は地表で急に冷える、深成岩は地下深くでゆっくり冷える。冷え方の差が、岩石の中身の差になる。

顕微鏡でみるとちがいが分かる

図 1-5(重要)
火山岩 = 斑状組織(はんじょう) 石基(細かい) 斑晶(大きい結晶) 深成岩 = 等粒状組織(とうりゅう) 全部 同じくらい大きい結晶
火山岩(斑状):細かい背景 + 大きな結晶。深成岩(等粒状):全部同じ大きさの結晶。

目からウロコ:「斑」と「等粒」のちがいは「時間」

深成岩(深い場所でゆっくり冷える)=結晶が育つ時間がたっぷりあるから、全部の鉱物がじっくり大きな結晶になる。

火山岩(地表で急いで冷える)=結晶が育つ時間がないから、ほとんどが細かい粒のまま固まる。ただし地下にいた時間が長かった部分だけは大きな結晶(斑晶)になっている。

顕微鏡で岩石を見れば、「どこでどう冷えたか」がわかる。

⑤ 火成岩の6種類

火山岩 3種類、深成岩 3種類、計6つを表で覚える。色(白→黒)ねばりけと対応している。

図 1-6(最重要:火成岩6種類の表)
岩石の種類 白っぽい ねばりけ強・ドーム型 中間 中ぐらい・成層型 黒っぽい ねばりけ弱・盾状 火山岩 急に冷える 斑状組織 流紋岩 りゅうもんがん 安山岩 あんざんがん 玄武岩 げんぶがん 深成岩 ゆっくり冷える 等粒状組織 花こう岩 かこうがん(御影石) 閃緑岩 せんりょくがん 斑れい岩 はんれいがん ★ 覚え方:上3つ「リ・ア・ゲ」(流・安・玄)/ 下3つ「カ・セ・ハ」(花・閃・斑) 「シンカンセンはカリアゲ」と覚える子もいる(深成: 花閃斑、火山: 流安玄)
6つの火成岩は「冷え方(上下)」と「色=ねばりけ(左右)」の2軸で完璧に並ぶ。表ごと覚える。

よくある間違い:「玄武岩は深成岩」← ✗

武岩は火山岩。斑れい岩が同じ黒系の深成岩。
名前と種類の対応を、必ず表で覚える。バラバラに覚えると混乱する。

動画で見る

火山の噴火・溶岩・火成岩の薄片:

📚 用語

  • 火成岩かせいがんマグマが冷えて固まった岩石全体。火山岩と深成岩に分かれる。
  • 火山岩かざんがん地表近くで急に冷えた火成岩。斑状組織。流紋岩・安山岩・玄武岩。
  • 深成岩しんせいがん地下深くでゆっくり冷えた火成岩。等粒状組織。花こう岩・閃緑岩・斑れい岩。
  • 斑状組織はんじょうそしき細かい石基の中に大きな斑晶が散らばっているつくり。火山岩の特徴。
  • 等粒状組織とうりゅうじょうそしき同じくらいの大きさの結晶がぎっしり並んだつくり。深成岩の特徴。

練習① 火山と火成岩

  1. earth-1-q1 マグマが地表に出たものを何といいますか。
    溶岩
  2. earth-1-q2 ねばりけが強いマグマでできる火山の形を答えなさい。
    ドーム状(おわんを伏せた形)
  3. earth-1-q3 富士山はどのような形の火山ですか。
    成層火山(円錐形)
  4. earth-1-q4 ねばりけが弱いマグマでできる岩石の色は、白っぽいですか、黒っぽいですか。
    黒っぽい
  5. earth-1-q5 火山噴出物を5つ答えなさい。
    溶岩、火山灰、軽石、火山弾、火山ガス
  6. earth-1-q6 マグマが地表近くで急に冷えてできた岩石を何といいますか。
    火山岩
  7. earth-1-q7 マグマが地下深くでゆっくり冷えてできた岩石を何といいますか。
    深成岩
  8. earth-1-q8 火山岩のつくり「斑状組織」とはどんなつくりですか。
    細かい粒(石基)の中に、大きな結晶(斑晶)が散らばっているつくり。
  9. earth-1-q9 深成岩で見られる「等粒状組織」のでき方を、冷え方と関連づけて説明しなさい。
    地下深くでゆっくり冷えるため、すべての鉱物が時間をかけて大きな結晶になるから。
  10. earth-1-q10 次の岩石は火山岩・深成岩のどちらですか。 (a) 花こう岩 (b) 玄武岩 (c) 安山岩 (d) 斑れい岩
    (a) 深成岩 (b) 火山岩 (c) 火山岩 (d) 深成岩
  11. earth-1-q11 白っぽい色をした深成岩を答えなさい。
    花こう岩
  12. earth-1-q12 玄武岩と斑れい岩はどちらも黒っぽい。違いは何ですか。
    玄武岩は火山岩(斑状組織)、斑れい岩は深成岩(等粒状組織)。冷え方が違うのでつくりが違う。
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Unit 2 — 地震

P波とS波のちがいを軸に、初期微動継続時間・震度・マグニチュードを使いこなせるようになる。

図 2-MAP
① 震源・震央 どこで起きた ② P波・S波 2種類の地震波 ③ 初期微動 継続時間で距離 ④ 震度とM 揺れの強さ・規模
地震は「どこで起きた → 波が伝わる → 観測点に届く → 揺れの強さ」の4段階で考える。

① 震源と震央

図 2-1
震源 (地下で地震発生) 震央 (震源の真上の地表) 震源の深さ 🏠 観測点A 震央距離 震源距離(直線距離) 🏠 観測点B ★ 震源=地下のどこか、震央=地表(震源の真上)。距離は2種類ある
震源(しんげん)は地下の発生場所、震央(しんおう)は震源の真上の地表点。距離は震央距離と震源距離の2種類。

② P波とS波

地震では2種類の波が同時に発生する。P波(速い)S波(遅い)

図 2-2(重要)
震源 P波(Primary 第1の波) 速い(5〜7 km/s)/小さい揺れ 「カタカタ」と縦に揺れる 先に到着 S波(Secondary 第2の波) 遅い(3〜4 km/s)/大きい揺れ 「ユサユサ」と横に揺れる 遅れて到着 🏠 観測点
P波は速いが揺れは小さい。S波は遅いが揺れが大きい。同じ場所から出るが、速さが違うので到着に差が出る。

観測点での波形

図 2-3
0 時間 → 揺れ 静か P波到着 初期微動(小さい) S波到着 主要動(大きい) 初期微動継続時間
P波到着 → 小さく揺れる(初期微動) → S波到着 → 大きく揺れる(主要動)。P波とS波の到着時間の差が「初期微動継続時間」。

目からウロコ:初期微動継続時間 = 震源までの距離

P波が早く到着して、S波がそのあと到着するまでの時間(=初期微動継続時間)は、震源距離に比例する

つまり、初期微動継続時間が長い = 震源が遠い。逆に短ければ近い。

これを使うと、初期微動継続時間から震源距離が計算できる。大森公式と呼ばれる:

震源距離 [km] ≒ 8 × 初期微動継続時間 [秒]

例:初期微動継続時間が5秒なら、震源距離は約40km。

緊急地震速報のしくみ

科学者の目:P波の早さを利用して、S波が来る前に警報を出す

P波は速いが揺れが小さい。S波が遅れて来て大きく揺れる。
地震計でP波を検知した瞬間に、コンピュータが「あと数秒でS波が来る」と計算 → スマホや家電に警報を送る。これが緊急地震速報

つまり「P波がS波より速い」という物理特性を、人命を守る仕組みに変えている。

③ 震度とマグニチュード

地震の大きさを表す数字は2種類。震度(揺れの強さ)マグニチュード(地震そのものの規模)

図 2-4(最重要)
震度(しんど) = その場所での「揺れの強さ」 ・ 観測点ごとに異なる ・ 0〜7(5強・5弱・6強・6弱を含めて10段階) ・ 震源から遠いほど震度は小さい 例: 震度3 → 棚の食器がカタカタ 震度5強 → 棚から物が落ちる 震度7 → 建物が壊れる ★ 同じ地震でも場所により変わる マグニチュード M = 地震そのもののエネルギー ・ 1つの地震で1つの値 ・ 観測点に関係なく決まる ・ M が 1 大きい → エネルギー約 32 倍 ・ M が 2 大きい → エネルギー約 1000 倍 例: M4 → 小さい地震 M7 → 大きい地震(阪神大震災級) M9 → 超巨大(東日本大震災級) ★ 地震1つにつき1つだけ
震度は「あなたの場所での揺れ」、マグニチュードは「地震そのものの強さ」。場所による違いがあるかどうかが違い。

よくある間違い:「マグニチュードが大きい=必ず激しく揺れる」← ✗

マグニチュード(M)が大きくても、観測点が震源から遠ければ震度は小さい。
例:M7 の地震でも、震源から500km離れていれば震度は1〜2にしかならない。

同じ地震でも、震源近くは震度6、遠くは震度2、ということが起こる。

動画で見る

📚 用語

  • 震源しんげん地震が発生した地下の場所。
  • 震央しんおう震源の真上の地表点。
  • P波最初に到着する速い波。揺れは小さい(初期微動)。
  • S波遅れて到着する遅い波。揺れが大きい(主要動)。
  • 初期微動継続時間P波到着〜S波到着までの時間。震源距離に比例。
  • 震度しんど観測点での揺れの強さ。0〜7の10段階。
  • マグニチュード(M)地震そのもののエネルギーの大きさ。1つの地震で1つ。

練習② 地震

  1. earth-2-q1 震源と震央のちがいを説明しなさい。
    震源は地下の地震が発生した場所。震央はその真上の地表の点。
  2. earth-2-q2 P波とS波で、先に到着するのはどちらですか。
    P波(Primary、第1の波)
  3. earth-2-q3 P波到着からS波到着までの時間を何といいますか。
    初期微動継続時間
  4. earth-2-q4 初期微動継続時間が長いと、震源は近いですか、遠いですか。
    遠い(震源距離に比例する)
  5. earth-2-q5入試頻出 初期微動継続時間が10秒の地点では、震源距離はおよそ何kmですか(大森公式 8倍)。
    約80 km(8 × 10 = 80)
    詰まったら → 大森公式(震源距離 ≒ 8 × 継続時間)を見直す
  6. earth-2-q6入試頻出 震度とマグニチュードのちがいを答えなさい。
    震度は観測点での揺れの強さ(場所により変わる)。マグニチュードは地震そのもののエネルギーの大きさ(1つの地震で1つの値)。
  7. earth-2-q7 震度は何段階に分かれていますか。
    10段階(0、1、2、3、4、5弱、5強、6弱、6強、7)
  8. earth-2-q8 マグニチュードが1大きい地震は、エネルギーが何倍になりますか。
    約32倍
  9. earth-2-q9 緊急地震速報は、P波・S波のどちらを使って警報を出していますか。理由とともに答えなさい。
    P波を使う。P波の方が速いので、先に検知して大きな揺れ(S波)が来る前に警報を出せる。
  10. earth-2-q10 マグニチュード7の地震が発生したが、観測地点の震度は2だった。これは矛盾しているか?理由とともに答えなさい。
    矛盾しない。マグニチュードが大きくても、観測地点が震源から遠ければ震度は小さくなる。
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Unit 3 — 地層と化石

地層のでき方、堆積岩6種示準化石と示相化石のちがいをマスターする。

図 3-MAP
① 風化・侵食 岩を細かく砕く ② 運搬・堆積 水・風が運んで積もる ③ 堆積岩6種 れき・砂・泥・凝灰・石灰… ④ 化石 示準・示相
岩が砕かれ、運ばれて積もると地層になる。地層の中の化石は当時の情報を教えてくれる。

① 風化・侵食・運搬・堆積

図 3-1
① 風化 岩が温度差・水で 少しずつ崩れる ② 侵食 川の流れ 水で削られる ③ 運搬 川が砂や石を運ぶ ④ 堆積 海底や湖底に積もる
岩→風化(割れる)→侵食(削られる)→運搬(運ばれる)→堆積(積もる)の4段階で地層ができる。

② 堆積岩 6種

図 3-2(重要:堆積岩6種)
岩石 特徴 もと 大きさ/成分 れき岩 大きい粒(2mm以上) 川や海でできた 小石(2mm以上) 砂岩 中ぐらいの粒 同上 砂(0.06〜2mm) 泥岩 細かい粒 同上 泥(0.06mm以下) 凝灰岩 角ばった粒 火山灰が固まった 火山由来 石灰岩 塩酸でとける サンゴ・貝の遺骸 炭酸カルシウム CaCO₃ チャート 非常に硬い、塩酸で溶けない 放散虫の遺骸 二酸化ケイ素 SiO₂
れき岩・砂岩・泥岩は粒の大きさで分ける。凝灰岩は火山由来、石灰岩・チャートは生き物由来。

よくある間違い:「石灰岩とチャートはどっちが塩酸で溶ける?」

石灰岩(CaCO₃)は塩酸でとけて CO₂ を出す。チャート(SiO₂)は溶けない。
どちらも生き物の遺骸からできるが、成分がちがう(カルシウムかケイ素か)。試験頻出。

③ 示準化石と示相化石

図 3-3(最重要)
示準化石(しじゅん) = 時代が分かる化石 条件: ・ 短い時代だけ生きた ・ 広い地域にいた ・ 個体数が多かった 代表例: 古生代:サンヨウチュウ、フズリナ 中生代:アンモナイト、恐竜 新生代:ナウマンゾウ、ビカリア 示相化石(しそう) = 環境が分かる化石 条件: ・ 特定の環境にしか  住めない生物 代表例: サンゴ → 暖かく浅い海 アサリ → 浅い海 シジミ → 河口や湖 ホタテ → 冷たい海
示「準」=時代の基準。示「相」=環境の様相。地層から取れた化石が「いつの・どんな所」かを教えてくれる。

目からウロコ:化石は「タイムカプセル」と「地理カプセル」

示準化石を見つけたら → その地層の時代がわかる(恐竜なら中生代)。
示相化石を見つけたら → 当時その場所がどんな環境だったか分かる(サンゴなら暖かい浅い海)。
1個の化石から2種類の情報が読み取れる ── これが化石の威力。

📚 用語

  • 風化ふうか岩が温度差や水分でぼろぼろ崩れる現象。
  • 侵食しんしょく流れる水が岩や土を削ること。
  • 堆積岩たいせきがん運ばれた土砂が積もって固まった岩石。れき岩・砂岩・泥岩・凝灰岩・石灰岩・チャート。
  • 示準化石しじゅんかせき地層の年代を示す化石。短い時代だけに広く分布した生物。
  • 示相化石しそうかせき当時の環境を示す化石。特定の環境にしか住めない生物。

練習③ 地層と化石

  1. earth-3-q1岩石が長い時間で表面から崩れていく現象を何といいますか。
    風化
  2. earth-3-q2地層をつくる4つの段階を順に答えなさい。
    風化 → 侵食 → 運搬 → 堆積
  3. earth-3-q3堆積岩のうち、粒が最も大きいのは何ですか。
    れき岩(2mm以上の粒)
  4. earth-3-q4火山灰が積もって固まった堆積岩を何といいますか。
    凝灰岩(ぎょうかいがん)
  5. earth-3-q5うすい塩酸をかけたら泡(CO₂)が出る堆積岩は何ですか。
    石灰岩(炭酸カルシウムを含む)
  6. earth-3-q6非常に硬く、塩酸でも溶けない堆積岩を何といいますか。
    チャート(二酸化ケイ素 SiO₂ が主成分)
  7. earth-3-q7地層の年代を知る手がかりとなる化石を何といいますか。
    示準化石
  8. earth-3-q8当時の環境を知る手がかりとなる化石を何といいますか。
    示相化石
  9. earth-3-q9アンモナイトの化石が出る地層は、いつの時代のものですか。
    中生代
  10. earth-3-q10サンゴの化石が出る地層は、当時どんな環境だったと考えられますか。
    暖かく浅いきれいな海(サンゴが生息できる環境)
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Unit 4 — 大気と天気

気圧・湿度・雲のでき方を理解して、天気の変化を予想できるようになる。

① 気圧とは — 空気の重さ

空気にも重さがあり、地表の上から空気の柱が押している。これが気圧。単位は hPa(ヘクトパスカル)。海面付近で約 1013 hPa。

図 4-1
空気の柱 高度約100km 押す 地表(1013 hPa) 高い場所ほど 空気の柱が短い 気圧が低い 富士山頂:約 630 hPa 飛行機高度:約 250 hPa
地表ほど空気の柱が厚いから気圧が大きく、高い場所ほど気圧は下がる。

② 雲のでき方

空気が上昇すると気圧が下がり、空気が膨張して温度が下がる。冷えた空気の中の水蒸気が水滴になって雲ができる。

図 4-2
空気が上昇 雲ができるしくみ ① 空気が上昇 ② 上空は気圧が低い   → 空気が膨張 ③ 膨張 → 温度が下がる  (断熱膨張) ④ 冷えた空気の水蒸気が   水滴・氷の粒に変わる ⑤ それが集まって「雲」
空気が上に行くと冷えて、水蒸気が水滴になって雲ができる。「上昇 → 膨張 → 冷却」の流れ。

③ 湿度 — 空気中の水蒸気量

同じ気温の空気でも、含む水蒸気量に上限がある。これを飽和水蒸気量という。湿度はこれに対する割合。

図 4-3
湿度 [%] = 空気1m³中の水蒸気量 [g/m³] その温度での飽和水蒸気量 [g/m³] × 100
湿度 = 現在の水蒸気量 ÷ 限界量 × 100。気温が下がると限界量が減り、湿度が上がる。

目からウロコ:「露点」は水蒸気が水になる温度

空気を冷やしていくと、ある温度で湿度100%(飽和)になる。さらに冷やすと水蒸気が水滴になる。この温度を露点という。
朝に草の上に水滴がつく「露」、冷たいコップの周りにつく水滴、雲・霧 ── 全部「空気が露点まで冷えた」結果。

④ 高気圧と低気圧

図 4-4
高気圧 H 下降気流 空気が下降 → 雲ができにくい → 晴れ 低気圧 L 上昇気流 空気が上昇 → 雲ができやすい → くもり・雨
高気圧は下降気流で晴れ、低気圧は上昇気流で雨。気圧の高低だけで天気が読める。

📚 用語

  • 気圧きあつ空気が押す力。単位 hPa。地表で約1013 hPa。
  • 飽和水蒸気量ほうわすいじょうきりょうその温度で空気1m³に含むことができる最大の水蒸気量。
  • 湿度しつど飽和水蒸気量に対する現在の水蒸気量の割合 [%]。
  • 露点ろてん空気を冷やしたとき、水蒸気が水滴になり始める温度。
  • 高気圧/低気圧周りより気圧が高い/低い場所。下降/上昇気流をつくる。

練習④ 大気と天気

  1. earth-4-q1気圧の単位を答えなさい。
    hPa(ヘクトパスカル)
  2. earth-4-q2標準的な海面付近の気圧は何 hPa ですか。
    約1013 hPa
  3. earth-4-q3高い山に登ると気圧はどうなりますか。
    下がる(低くなる)
  4. earth-4-q4雲ができる手順を3段階で書きなさい。
    ① 空気が上昇する → ② 気圧が下がり膨張して温度が下がる → ③ 水蒸気が水滴・氷の粒になる
  5. earth-4-q5飽和水蒸気量とは何ですか。
    その温度で空気1m³が含むことができる水蒸気の最大量。
  6. earth-4-q6露点とは何ですか。
    空気を冷やしていったとき、水蒸気が水滴になり始める温度(湿度100%になる温度)。
  7. earth-4-q7湿度の公式を書きなさい。
    湿度 [%] = 現在の水蒸気量 ÷ 飽和水蒸気量 × 100
  8. earth-4-q8高気圧の中心では、上昇気流と下降気流のどちらが起きていますか。
    下降気流
  9. earth-4-q9低気圧の中心では、天気はどうなりやすいですか。理由とともに答えなさい。
    くもりや雨になりやすい。上昇気流が起きて雲ができやすいから。
  10. earth-4-q10気温20℃の飽和水蒸気量を17.3g/m³とする。空気1m³中に水蒸気が8.65g含まれているときの湿度は?
    8.65 ÷ 17.3 × 100 = 50%
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Unit 5 — 天気の変化

前線・気団・日本の四季の天気を理解する。天気予報が読めるようになる。

① 前線 — 暖気と寒気の境目

性質の違う空気のかたまり(気団)がぶつかると、境目に前線ができる。前線では雲ができ、天気が変わる。

図 5-1(重要)
寒冷前線 寒気が暖気を押し上げる 寒気 暖気 急な激しい雨(短時間) 通過後は気温が下がる 温暖前線 暖気が寒気の上に乗り上げる 暖気 寒気 弱い雨が長く降る 通過後は気温が上がる
寒冷前線:激しい雨が短時間。温暖前線:弱い雨が長時間。雲の形と気温変化で区別できる。

② 日本の四季の天気

図 5-2
春・秋 移動性高気圧と 温帯低気圧が 交互にやってくる → 天気が3〜4日   周期で変化 小笠原気団 (南東の高気圧) が日本を覆う → 蒸し暑い   南東の風   (南高北低) 秋雨・梅雨 小笠原気団と オホーツク海気団が ぶつかり停滞前線 → 長雨 シベリア気団 (北西の高気圧) が冷たい風 → 日本海側で雪   太平洋側で乾燥   (西高東低)
日本の天気は気団のバランスで決まる。冬は西高東低、夏は南高北低が典型。

目からウロコ:日本の四季は「気団のせめぎ合い」が作る

日本周辺には4つの気団がある(シベリア・オホーツク海・小笠原・揚子江)。
どの気団が強いかで季節が決まる。冬はシベリア(寒く乾燥)、夏は小笠原(暖かく湿った)。

📚 用語

  • 気団きだん広い範囲で性質が一様な空気のかたまり。
  • 前線ぜんせん気団どうしの境目。雲ができ、天気が変わる。
  • 寒冷前線/温暖前線寒気が押し上げる/暖気が乗り上げる。
  • 梅雨前線/秋雨前線気団のせめぎ合いで停滞する前線。長雨をもたらす。
  • 西高東低/南高北低冬/夏の典型的な気圧配置。

練習⑤ 天気の変化

  1. earth-5-q1気団とは何ですか。
    広い範囲で温度・湿度がほぼ同じ空気のかたまり。
  2. earth-5-q2寒冷前線の特徴を書きなさい。
    寒気が暖気の下にもぐり込み、暖気を急激に押し上げる。積乱雲ができ、短時間に激しい雨。通過後は気温が下がる。
  3. earth-5-q3温暖前線の特徴を書きなさい。
    暖気が寒気の上にゆるやかに乗り上げる。広い範囲に弱い雨が長時間降る。通過後は気温が上がる。
  4. earth-5-q4冬の日本の典型的な気圧配置を答えなさい。
    西高東低
  5. earth-5-q5夏の日本の典型的な気圧配置を答えなさい。
    南高北低
  6. earth-5-q6梅雨前線をつくる2つの気団を答えなさい。
    北のオホーツク海気団(冷涼・湿)と南の小笠原気団(暖・湿)
  7. earth-5-q7冬に日本海側で雪が多く、太平洋側で乾燥する理由を書きなさい。
    シベリア気団からの北西の風が日本海で湿気を含み、日本海側の山で雪を降らせる。残った乾いた空気が太平洋側に流れる。
  8. earth-5-q8春と秋に天気が周期的に変わる理由を書きなさい。
    移動性高気圧と温帯低気圧が交互にやってくるから。
  9. earth-5-q9停滞前線とは何ですか。
    暖気と寒気の勢力がほぼ等しく、ほとんど動かない前線。梅雨前線・秋雨前線などがこれ。
  10. earth-5-q10低気圧の中心と前線の関係を書きなさい。
    温帯低気圧の中心からは、寒冷前線と温暖前線が伸びる(一般に温暖前線が東、寒冷前線が南西方向)。
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Unit 6 — 天体

太陽系・月の満ち欠け・四季の星座・地球の自転と公転を理解する。理科の最終単元。

① 太陽系

図 6-1
太陽 水星 金星 地球 火星 木星 木星 土星 土星 天王星 海王星 水・金・地・火・木・土・天・海(覚え方:「水金地火木土天海」) 地球型(小さく密度大):水星〜火星/木星型(大きく密度小):木星〜海王星
太陽のまわりを8つの惑星が回っている。地球は3番目。

② 地球の自転と公転

地球は1日に1回軸を中心に回転している(自転)。同時に1年に1回太陽のまわりを回っている(公転)。
これが「昼と夜」「四季」の正体。

③ 月の満ち欠け

図 6-2(位置関係と見える形)
月・地球・太陽の位置関係(上から見た図) 太陽 太陽光 地球 ①新月 地球から見えない ②上弦の月 ③満月 夜に見える ④下弦の月 公転 ★ 太陽の光は左に向けて進む。月は太陽光の当たる側だけが光る ★ 地球から見ると、その「光ってる側」がどう見えるかが満ち欠けの形
月の形は「太陽・地球・月の位置関係」で決まる。月が地球の周りを公転するに連れて、地球から見える光の当たる側の形が変わる。
図 6-3(地球から見た形の変化)
新月 三日月 上弦 十三夜 満月 下弦 二十六夜
29.5日かけて、新月 → 三日月 → 上弦 → 満月 → 下弦 → 新月 と形が一巡する。

④ 四季の星座

地球が太陽のまわりを公転しているので、夜空に見える星座は季節で変わる。

目からウロコ:「季節がある」のは地球の地軸が傾いているから

地球の地軸は公転面に対して23.4°傾いている。だから、同じ場所でも夏は太陽の光が高い角度で当たり(暖かい)、冬は低い角度になる(寒い)。
もし地軸が傾いていなければ、季節も四季の星座の違いもなかった。

📚 用語

  • 自転じてん天体が自身の軸を中心に回転すること。地球は1日1回。
  • 公転こうてん天体が他の天体のまわりを回ること。地球は太陽のまわりを1年で1周。
  • 惑星わくせい太陽のまわりを公転する天体。水・金・地・火・木・土・天・海の8つ。
  • 衛星えいせい惑星のまわりを公転する天体。地球の衛星は月。
  • 恒星こうせい自ら光る天体。太陽もその一つ。

練習⑥ 天体

  1. earth-6-q1太陽系の惑星を太陽に近い順に答えなさい。
    水星・金星・地球・火星・木星・土星・天王星・海王星
  2. earth-6-q2地球の自転とは何ですか。所要時間も書きなさい。
    地球が地軸を中心に1日(約24時間)で1回転すること。昼夜の原因。
  3. earth-6-q3地球の公転とは何ですか。所要時間も書きなさい。
    地球が太陽のまわりを1年(約365日)で1周すること。
  4. earth-6-q4地球に四季がある理由を書きなさい。
    地軸が公転面に対して23.4°傾いたまま公転しているため、太陽の高度が季節で変わるから。
  5. earth-6-q5月の満ち欠けの周期はおよそ何日ですか。
    約29.5日(約1ヶ月)
  6. earth-6-q6新月と満月のとき、月・地球・太陽の位置関係を書きなさい。
    新月:太陽—月—地球の順(月が太陽と同じ方向)。満月:太陽—地球—月の順(月が太陽の反対側)。
  7. earth-6-q7恒星と惑星のちがいを書きなさい。
    恒星は自ら光る天体(太陽など)、惑星は恒星のまわりを公転し、自ら光らず恒星の光を反射する。
  8. earth-6-q8地球から見て、月が太陽を完全に隠す現象を何といいますか。
    日食(皆既日食)
  9. earth-6-q9夏の大三角を作る3つの1等星を答えなさい。
    ベガ(こと座)、アルタイル(わし座)、デネブ(はくちょう座)
  10. earth-6-q10冬の代表的な星座とその1等星を1つ答えなさい。
    オリオン座(リゲル、ベテルギウス)、おおいぬ座(シリウス)など
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