天気の自由研究—雲と気温を毎日記録する｜武蔵野個別指導塾

毎朝8時に雲量と雲の形と気温を書きためると、晴れの朝と曇りの朝が何度ちがうかを自分の数字で言えます。温度計を地面から1.5mの日かげに置く理由、記録の表、折れ線グラフの描き方まで載せています。

毎朝同じ時刻に空を見て、温度計を読んで、数を3つ書く。天気の自由研究はそれだけで成り立ちます。

2週間で傾向が見え、1か月あれば考察まで書けます。

よくあるのは、毎朝8時にベランダへ出て、手すりの陰に掛けた温度計をのぞき、空を見上げて「今日は雲が半分くらい」とつぶやく、という場面です。7月の終わりに始めれば、8月の終わりには30日分の数が並びます。寝ぼけた目で見上げた空の色が日によって本当に違うことに、記録を始めた人だけが気づきます。

用意するもの

道具は4つで足ります。温度計、記録用のノート、雲の形の表、そして毎朝8時に鳴る目覚ましです。この4つのうち、研究の出来を決めるのは温度計の置き方と目覚ましで、値段の高い道具は要りません。

温度計は、目盛りが0.5℃刻みで読める物なら、ガラスの棒温度計でも、数字が出る電子式でもかまいません。大事なのは、どこに置くかです。気象庁は気温を、地面から1.5mの高さで、日光を直接当てず、風を通した状態で測っています。学校の校庭などにある温度計の白い箱（百葉箱）は、日光をはね返すために白く塗られ、横の板がすき間だらけなのは風を通すためです。気象庁の観測所では今は、箱ではなく、風を送り込む白い筒の中で測っています。家で同じ条件を作るなら、図1のように、北側か日の当たらない壁の近くで、床から1.5mほどの高さに温度計をつるします。床にじかに置くと、床が日に焼けて実際より高い値が出ます。エアコンの室外機の前も避けます。暖かい風が吹き出していて、まわりの空気と違う温度になるからです。

場所を一度決めたら、研究が終わるまで動かしません。日によって置き場所が変わると、気温の変化が天気のせいなのか、場所のせいなのかが区別できなくなります。これが、自由研究で最初に守る「そろえる条件」です。変えるのは日付だけ、ほかは全部そろえる、と決めてしまえば、あとは毎朝読むだけになります。

雲の形の表は、気象庁の10種類の雲形の名前を書き写して、ノートの表紙の裏に貼っておきます。上層の雲が巻雲、巻積雲、巻層雲の3つ、中層が高積雲、高層雲、乱層雲の3つ、下層が層積雲、層雲、積雲、積乱雲の4つです。全部を覚える必要はありません。ノートに名前と特徴が書いてあれば、空を見ながら照らし合わせられます。たとえば、白くて羽毛のように細い筋が高い所にあれば巻雲、灰色で空全体をおおい、太陽がすりガラス越しのようにぼんやり見えるなら高層雲、暗い灰色で雨が降っているなら乱層雲、もくもくと盛り上がって底が平らなら積雲、というふうに、見た目と名前を結びつけます。

ノートは、1日1行の表が書ける物を選びます。方眼のノートなら、縦線を引く手間が省けます。表の列は、日付、時刻、雲量、雲の形、気温、天気、ひとこと、の7つで足ります。ひとことの欄には「風が強い」「せみが鳴いていない」のような、数にならない観察を書きます。あとで考察を書くとき、この欄が一番役に立ちます。

進め方

手順は、毎朝8時に同じ順番で3つのことをする、これだけです。順番を決めておくと、寝ぼけていても抜けが出ません。

1つ目は空を見ることです。ベランダの同じ場所に立ち、頭の上から地平線近くまで、ぐるりと一周します。空全体を10に分けたとして、雲がおおっている分がいくつあるかを、0から10の整数で書きます。これが雲量です。気象庁の決め方では、雲量が1以下なら快晴、2以上8以下なら晴れ、9以上で薄い上層の雲が主なら薄曇り、9以上で中層や下層の厚い雲が主なら曇りです。迷ったときは、空を4つの区画に分けて、それぞれ何割が雲かを見てから合計すると、数が安定します。

2つ目は雲の形を決めることです。空にいちばん広く出ている雲を1つ選び、表紙の裏の表と見比べて名前を書きます。2種類が同じくらいなら、両方書いてかまいません。晴れの日に雲がまったく無いときは「なし」と書きます。「わからない」も立派な記録です。空白にするより、わからなかったと書いて、見た目を絵で残しておくほうが、あとで調べられます。

3つ目は気温を読むことです。温度計の目盛りを真横から見て、0.5℃刻みで読みます。ガラスの棒温度計は、液の先端を斜めから見ると目盛りがずれて見えるので、目の高さを合わせます。電子式なら、表示が落ち着くまで1分ほど待ってから読みます。

図2のように、1日が1行になる表を作ります。例として、ある週の7日間が次のように並んだとします。1日目は雲量2で積雲、気温26.5℃。2日目は雲量8で層積雲、25.0℃。3日目は雲量10で乱層雲、今にも降りそうな空で23.5℃。4日目は雲量10で層雲、24.0℃。5日目は雲量3で積雲、27.5℃。6日目は雲量1で、高い所にわずかな巻雲、28.0℃。7日目は雲量5で巻雲、27.0℃。この7日分だけでも、雲量が多い朝ほど気温が低い、という傾向が読めます。

表ができたら、週に1度、電卓で平均を出します。上の例なら、晴れと快晴にあたる1、2、5、6、7日目の気温の合計は134.0℃で、5で割ると平均26.8℃です。曇りの3日目と4日目は合計47.5℃で、2で割ると23.75℃、四捨五入して23.8℃です。差はおよそ3℃になります。この「およそ3℃」が、研究の中心になる数です。日数が増えると差は変わるので、2週間ごとに計算し直して、変わり方も記録しておきます。

測る項目を増やしたいなら、同じ日の夕方6時にもう一度気温を読む方法があります。朝と夕方の差が、晴れの日と曇りの日でどう違うかという、もう1つの問いが立ちます。ただし、朝だけで1か月続けるほうが、朝夕を2週間で投げ出すより良い研究になります。項目を増やすのは、朝の記録が1週間抜けなく続いてからにします。

記録が抜けた日は、空欄のまま「旅行で不在」と書きます。前後の日から想像して埋めてはいけません。埋めた数は測った数ではなく、グラフに描いたときに嘘の線になります。抜けた日が空欄のまま残っていても、研究の値打ちは下がりません。

まとめ方

まとめは、動機、方法、結果、考察、感想の順に書きます。模造紙なら、この5つを横に並べ、真ん中の「結果」に表とグラフを置いて、いちばん大きく見せます。レポートなら、1つの見出しを1ページの3分の1ずつにして、表は別の紙に貼り込みます。

動機は、「毎朝ベランダに出ると日によって空気の感じが違ったので、雲と気温に関係があるか調べたかった」のように、自分が気づいた一瞬を書きます。方法は、用意した物と、毎朝8時に3つを同じ順で測ったこと、温度計を1.5mの日かげにつるして動かさなかったことを、他の人が同じことをできるくらい具体的に書きます。

結果の中心はグラフです。図3のように、横の軸に日付、左の縦の軸に気温、右の縦の軸に雲量をとり、気温を折れ線、雲量を棒で描きます。折れ線と棒を同じ図に重ねると、雲量の棒が高い日に折れ線が下がる様子が一目で見えます。気温の軸は、記録の最低より少し下から最高より少し上までにします。先ほどの例なら最低が23.5℃、最高が28.0℃なので、22℃から30℃の範囲をとれば線が中央に収まります。0℃から始めると線がほとんど平らになり、せっかくの差が見えなくなります。

グラフの横に、計算した平均を表で添えます。晴れの日の平均、曇りの日の平均、その差、の3行です。平均を出した日数も書きます。「晴れの日5日の平均は26.8℃、曇りの日2日の平均は23.8℃」と日数を添えると、読む人が数の重みを判断できます。

考察で守りたいのは、記録が示すことと、記録では決められないことを混ぜないことです。言えることは「この1か月、朝8時の気温は雲量が多い日ほど低い傾向があった」です。言えないことは「雲が気温を下げた」という原因の断定です。雲が多い朝は前の晩も雲が多く、地面の熱が逃げにくいこともあれば、雨で空気が冷えていることもあります。自分の記録だけでは、どちらが原因かまでは決められません。そこで「次に調べるなら、夜の雲量も記録して、前の晩の雲と翌朝の気温を比べたい」と書けば、考察が次の問いにつながります。

比べる相手として、気象庁が公開している過去の気象データの、近くの観測所の同じ日の気温を並べると、自分の温度計の値が観測所とどれだけ違うかがわかります。ベランダの値のほうが高めに出ることが多く、その理由を考えるのも考察になります。建物の壁が熱を持っている、風が通りにくい、など、自分の置き場所を振り返る材料です。

感想は、1か月続けて変わったことを書きます。「空を見上げる癖がついた」「雲の名前が3つ言えるようになった」のように、自分の変化を1つか2つで十分です。

うまくいかないとき

よくある失敗の1つ目は、寝坊して8時に測れなかった日が続くことです。9時に測った日は、時刻の欄に9時と正直に書きます。8時と9時では気温が違うのがふつうなので、そのままグラフに入れると線が乱れます。そこで、グラフでは8時に測れた日だけを使い、9時の日は印を変えて別に描くか、表にだけ残します。「8時に測れなかった日が6日あった」と書けば、それも研究の結果です。

2つ目は、雲量の数え方が日によってぶれることです。同じ空でも、朝は7と思い、翌日は同じくらいの雲を5と書いてしまうことがあります。防ぐには、毎朝スマートフォンで空の写真を1枚撮っておき、週末に見直して雲量を付け直します。写真を残しておけば、最初の1週間の数え方が甘かったと気づいたときに、全部やり直せます。

3つ目は、温度計が日に当たっていたことに途中で気づく場合です。8月の中ごろから朝の日差しの向きが変わって、それまで日かげだった場所に日が差し込むことがあります。気づいた日からは場所を直し、「何日から何日までは日が当たっていた可能性がある」と表に注を付けます。その期間の値が高めに出ているなら、それ自体が「直射日光で温度計が何℃上がるか」という小さな結果になります。失敗を隠さず、いつ、何が起きたかを書くほうが、全部うまくいった記録より読みごたえがあります。

4つ目は、1か月のあいだ晴れが続いて、曇りの日が2日しかなかった場合です。曇りの平均を2日で出しても心もとないので、「曇りの日が少なく、差は参考の値にとどまる」と書き、その代わりに晴れの日の中での雲量と気温の関係を見ます。雲量0から8までの日を雲量ごとに並べ替えると、晴れの中にも傾向があるかどうかを確かめられます。

よくある質問

毎日8時に測るのは、何日続ければ足りますか

最低で2週間、できれば1か月です。1週間では晴れと曇りの日数が偏り、平均の差が出ても偶然の可能性が残ります。2週間で傾向が見え、1か月で「この月はこうだった」と言い切れます。途中で何日か抜けても、空欄のまま続けてかまいません。

温度計の種類で結果は変わりますか

同じ温度計を同じ場所で使い続ける限り、種類は結果の傾向を変えません。ガラスの棒温度計と電子式で表示が0.5℃ほど違うことはありますが、研究で見たいのは日ごとの差なので、同じ道具を使えば差は打ち消されます。途中で温度計を替えると、替えた日を境に値がずれるので、替えないのがいちばんです。

雲の名前がどうしてもわからない日はどうしますか

「わからない」と書き、形を絵で残します。もくもくか、すじか、一面の灰色か、の3つだけでも十分な記録です。1か月のうちに何度も同じ形が出てくれば、あとから写真と表を見比べて名前を当てられます。名前を当てることより、毎日見て描くことのほうが先です。

親の関わり方と個別指導で確かめること

保護者の役目は、温度計を1.5mの日かげにつるす最初の1日だけ手を貸すことと、目覚ましが鳴ったあとに「測った?」と一言かけることです。表を書くのも、平均を計算するのも、お子さま自身がします。計算の答えが合っているかは、横で電卓を打って確かめるだけで十分です。

個別指導では、できあがった表を見ながら、雲量の数え方が1か月のあいだでぶれていないか、平均を出した日数の分け方が妥当か、考察に書いた「言えること」と「言えないこと」の線引きが正しいかを一緒に確かめます。グラフの軸の範囲を決めるところで迷うお子さまが多いので、そこは実際に2通り描いて比べます。

まとめ

天気の自由研究で手に入るのは、雲の名前でも気温の数でもなく、毎朝同じ場所に立って同じ空を見た30日分の自分の目です。その目で見た「雲が多い朝は冷えている」という一行は、教科書に書いてあることではなく、自分のベランダで確かめたことになります。30日の表が、あなたの最初の観測記録です。