なぜ冬に吐く息が白くなるのか？身近な水蒸気のフシギ
冬の朝、息が白くなるのはなぜ？
冬の寒い日に外を歩いていると、自分の吐いた息が白く見えることがあります。まるで口から煙が出ているようにも見えますが、もちろん煙ではありません。では、なぜ私たちの息は、普段は透明なのに冬の寒い日だけ白く見えるのでしょうか。この身近な現象にも、自然の興味深い科学が隠されています。
息は「水蒸気」を含んでいる
私たちが呼吸によって吐き出す息には、空気だけでなく、たくさんの「水蒸気」が含まれています。この水蒸気は、体の中の水分が気体になったものです。温かい息の中にある水蒸気は、目に見えない気体の状態です。湿度の高い夏場など、外の空気が温かいときには、吐き出した息の中の水蒸気はそのまま気体の状態で空気中に混ざっていくため、私たちの目には見えません。
空気が抱えられる水蒸気の量には限界がある
ここで重要なのが、「空気中に存在できる水蒸気の量には限界がある」という性質です。この限界値は、空気の温度によって大きく変化します。空気が温かいほどたくさんの水蒸気を抱え込むことができますが、冷たい空気は少しの水蒸気しか抱え込むことができません。空気中に抱えきれなくなった水蒸気は、気体から液体の小さな水の粒や、さらに冷たい場合は氷の粒に変化します。この現象を「凝結（ぎょうけつ）」、あるいは「凝華（ぎょうか）」と呼びます。
冬の寒さが引き起こす「凝結」
冬の寒い日に息を吐くと、体温で温められ、たくさんの水蒸気を含んだ息が、冷たい外気に触れて急激に冷やされます。息の温度が下がると、その空気が抱えられる水蒸気の量が急激に減ってしまいます。すると、今まで気体の状態で存在していた水蒸気の一部が、抱えきれなくなり、非常に小さな水滴となって現れます。
この小さな水滴は、まるで霧や雲を構成する粒と同じようなものです。たくさんの小さな水滴が集まると、光をあらゆる方向に散乱させる性質を持つため、私たちの目には白く見えるのです。これが、冬に吐く息が白くなる理由です。
まとめ：身近な「雲」や「霧」と同じ原理
冬に吐く息が白くなる現象は、私たちの体から出た水蒸気が、冷たい外気によって冷やされ、凝結して小さな水の粒になることで起こります。これは、温かい湿った空気が冷やされて雲や霧ができるのと同じ科学的な原理です。
普段意識することのない息の中の水蒸気が、冬の寒さという条件が加わることで姿を現し、まるで小さな雲のように白く見える。これもまた、身近な自然に隠されたフシギな現象の一つと言えるでしょう。