露とは、朝や夕方に薄い露出した物体に凝結によって現れる水滴のことです。[ 1 ] 露出した表面が熱を放射して冷えると、大気中の水分が蒸発する速度よりも速く凝結し、水滴が形成されます。[ 2 ]
気温が十分に低くなると、露は氷の形になり、霜と呼ばれる。
露は表面の温度に関係するため、晩夏には、地中深くからの伝導熱によって温められない表面、例えば草、葉、手すり、車の屋根、橋などに最も容易に形成される。
水蒸気は温度に応じて水滴に凝結します。水滴が形成される温度を露点といいます。地表温度が下がり、最終的に露点に達すると、大気中の水蒸気が凝結して地表に水滴を形成します。[ 3 ]このプロセスは、霧や雲のように、露点まで冷えた空気中(通常は凝結核の周囲)で直接形成される水滴(気象現象)とは異なります。しかし、形成の熱力学的原理は同じです。露は一般的に夜間、夕方、朝に形成されます。[ 4 ]
表面の適切な冷却は、通常、太陽からの太陽放射として受け取るエネルギーよりも赤外線放射によって失うエネルギーの方が多い場合に起こります。これは特に晴れた夜に当てはまります。熱伝導率が低いと、夜間に通常より暖かい地中深層からのこのような損失の補充が制限されます。[ 3 ]したがって、露の形成に適した物体は、熱伝導率が低いか、地面から十分に隔離されており、非金属製です。一方、光沢のある金属コーティングされた表面は赤外線放射率が低いです。好ましい気象条件には、雲がなく、温室効果を最小限に抑えるために上層大気に水蒸気が少なく、地表付近の空気の湿度が十分であることが含まれます。風のない夜の方が露が発生します。これは、風が(夜間に)より高い場所から冷たい地表に暖かい空気を運ぶためです。ただし、大気が水分の主な供給源である場合(このタイプは露と呼ばれます)、すでに凝縮した水蒸気を補充するために、ある程度の換気が必要です。最適な風速は、乾燥した島で見られる可能性があります。しかし、湿った土壌が水蒸気の主な発生源である場合(この場合、露は蒸留によって形成されると言われている)、風は常に不利に働くように思える。
結露は、例えば、暖かく湿った部屋で眼鏡が曇ったり、特定の工業プロセス中に発生したりする現象にも関係しています。ただし、これらの場合、より正確な用語は「結露」です。
露の測定に用いられる古典的な装置はドロソメーターです。小さな(人工の)凝縮器面が、ポインターまたはペンに取り付けられたアームから吊り下げられ、凝縮器の重量変化がドラムに記録されます。しかし、この装置は風に非常に敏感であることに加え、他のすべての人工表面装置と同様に、露の形成の可能性を気象学的にしか測定できません。実際の露の量は表面の特性に依存するため、それを測定するには、植物、葉、または土壌カラム全体を天秤に載せ、表面を自然界で起こるのと同じ高さ、同じ環境に置く必要があるかもしれません。これは小型ライシメーターの効果です。他の方法としては、例えば、液滴を標準写真と比較したり、表面から拭き取った水の体積を測定したり、溢泌を利用したり、露の落下や蒸留を測定したりして推定する方法があります。
露の量は放射収支に依存するため、理論上の最大値は 一晩あたり約 0.8 mm に達する可能性がありますが、測定値は 0.5 mm を超えることはめったにありません。ほとんどの気候では、露の年間平均は降雨の影響と比較するには小さすぎると考えられています。かなりの乾季がある地域では、地衣類やマツの苗木などの適応した植物が露の恩恵を受けています。しかし、アタカマ砂漠やナミブ砂漠のように降雨のない大規模な自然灌漑は、主に霧水によるものと考えられています。イスラエルのネゲブ砂漠では、3 つの主要な砂漠植物種、 Salsola inermis、Artemisia sieberi、Haloxylon scopariumに含まれる水のほぼ半分が露であることがわかっています。[ 5 ]
露のもう一つの効果は、芝生によく見られるヒメヒラタケやジャガイモに疫病を引き起こすフィトフトラ・インフェスタンスなどの菌類の基質や菌糸を水分補給することです。 [ 6 ]
紀元前250年以前または紀元前350年から200年の間に書かれた『宇宙論』 (De Mundo )という書物では、露は「澄んだ空から降ってくる微量の水分」と表現され、氷は「澄んだ空から凝縮した形で凝固した水」と表現され、霜は「凝固した露」と表現され、「露霜」は「半分凝固した露」と定義されていた。[ 7 ]
ギリシャ神話において、エルサは露の女神であり、露の擬人化である。エルサの神話では、朝露は、夜明けの女神であるエオス(エルサの叔母)が息子の死を嘆き悲しんだ時に生まれたとされている(もっとも、息子は後に不死身となった)。
ヘブライ語でטל (タル) として知られる露は、ユダヤ教において農業的および神学的な目的で重要です。過越祭の初日には、白いキッテルを着たハザンが、その日からスコットまでの間に露が降るよう祈る礼拝を先導します。12月から過越祭までの雨季には、アミダーに祝福された露が雨とともに降る様子が付け加えられます。さまざまなミドラシュでは、露は究極の復活のための道具として言及されています。[ 8 ]「露のような」または「私の父は朝露」は、ヘブライ語の男性名アビタルの語源の近似値です。[ 9 ] [ 10 ]
聖書のトーラーまたは旧約聖書では、露は申命記32章2節で象徴的に用いられています。「わたしの教えは雨のように降り注ぎ、わたしの言葉は露のように滴り落ちる。若草に降る小雨のように、草に降る雨のように。」[ 11 ]
西方典礼のカトリックミサでは、第二聖体祈願が唱えられるたびに、司祭はパンとぶどう酒に祈りを捧げ、父なる神にこう祈ります。「どうか、これらの供え物を聖なるものとしてください。露が降りるように、あなたの御霊をこれらの供え物の上に降らせてください。そうすれば、これらは私たちにとって主イエス・キリストの体と血となるでしょう。」聖霊が「露が降りるように」静かに、劇的ではない形で世界と私たちの生活に入り込むという考えは、多くのキリスト教徒にとって大きな魅力となっています。
露を採取することで、雨などの気象条件が不足している地域でも水を確保できる可能性がある。ウクライナの古代の大きな石積み、イングランド南部の中世の露池、ランサローテ島の畑にある火山岩の覆いなど、いくつかの人工装置は露を集める装置と考えられてきたが、実際には別の原理で機能している可能性もある。現在、国際露利用機構(OPUR)は、雨や霧だけでは年間を通して水需要を満たせない地域向けに、箔を用いた効果的な凝縮器の開発に取り組んでいる。
インド経営大学院アーメダバード校(IIMA)は、OPURの協力を得て、カッチの沿岸半乾燥地域で大規模な露収集システムを開発しました。[ 12 ]これらの凝縮器は、10月から5月までの露の季節に、約90夜にわたって1晩あたり平均200リットル以上の露水を収集できます。IIMAの研究室は、露が沿岸乾燥地域の補助的な水源として利用できることを実証しました。
大規模な露収集計画では、海岸近くのEPDMコレクターで冷たい海水を循環させることを想定している。これにより露や霧が凝縮され、きれいな飲料水が供給される。[ 13 ]より最近の研究では、露収集装置を屋根に統合できる可能性が示されている。[ 14 ]