傾度風を感覚的に理解しよう(傾度風1)

上空の地衡風は等圧線(等高度線)に平行して吹いています。でも実際の等圧線は高気圧・低気圧周囲では湾曲しています。ここで登場するのが傾度風です。

1.傾度風とは

傾度風は、気圧傾度力コリオリ力遠心力がつり合った状態で生じます。

このうち気圧傾度力とコリオリ力がつり合った状態を地衡風平衡といいます。

さらに、地衡風平衡に遠心力を加えてバランスを取った状態を傾度風平衡といいます。

そして、傾度風平衡のときに吹く風を傾度風といいます。まとめると、こうなります。

□ 気圧傾度力+コリオリ力⇒地衡風平衡⇒地衡風

□ 地衡風平衡+遠心力⇒傾度風平衡⇒傾度風

傾度風について考察する上で、高気圧周辺の傾度風と低気圧周辺の傾度風との違いを考慮します。

2.高気圧性と低気圧性

高気圧と低気圧では周辺で吹く風のカーブが異なります。北半球では

○ 高気圧性の風高気圧性循環

  ・・時計回りに吹く

○ 低気圧性の風低気圧性循環

  ・・反時計回りに吹く

南半球では、これとは逆方向になります。

3.傾度風成立の仕組みを感覚的に捉える

地衡風がどのようにして傾度風になるのでしょうか?

ここからは数式を使わずにベクトルだけで表現したイメージ図で考えます。

番号順に説明を加えていますが、実際この番号順に現象が起きているという意味ではなく、推論の助けとして考えてください。

ここでは、力や風の強さを1個、2個、3個といった具合に表現します。個数が多いほど強いと考えてください。

繰り返しますが、地衡風平衡とは上記の図にあるように気圧傾度力とコリオリ力がつり合った状態のことで、この状態で吹く風が地衡風です。

これを踏まえて、傾度風成立の過程を高気圧、低気圧に分けて考えます。

A 高気圧の場合

A 高気圧の場合

A-1.地衡風が吹いている

遠心力を無視して高気圧周辺で地衡風が吹いているとすると

気圧傾度力2個とコリオリ力2個がつり合っていて地衡風2個が吹いています。

A-2.遠心力が加わると

高気圧周辺の等圧線は湾曲しているので曲率を加味する必要があります。

曲率のあるところでは遠心力が働きます。この例では遠心力1個の力が加わるとしています。

遠心力は高気圧の中心から外側に働くので、その力は気圧傾度力と同じ方向に働きます。

A-3.コリオリ力が強くなる

気圧傾度力と遠心力の合計が3個となり、バランスを保つためにコリオリ力が強くなり、3個となります。

A-4.地衡風が強くなる

コリオリ力と地衡風の強さは比例関係にあるので、コリオリ力が強くなると、地衡風も強くなり、3個となります。

A-5.傾度風が吹く

気圧傾度力、遠心力、コリオリ力がつり合い、傾度風平衡状態となり、高気圧性傾度風が吹きます。

A-6.地衡風と傾度風の比較

上記の図の1と5を比べてみます。

図1 地衡風平衡の時、地衡風の強さは2個

図5 傾度風平衡の時、傾度風の強さは3個

よって高気圧性循環の場合、 地衡風<傾度風 となります。

遠心力の分、傾度風は強くなるわけですね。

B 低気圧の場合

B-1.遠心力を無視して低気圧周辺で地衡風が吹いていたとすると

気圧傾度力2個とコリオリ力2個がつり合って地衡風2個が吹いています。

B-2遠心力が加わると

遠心力は低気圧の中心から外側に働くので、その力は気圧傾度力と反対方向に働きます。

よって、遠心力とコリオリ力の合計が3個となります。

B-3コリオリ力が弱くなる

コリオリ力と遠心力の合計3個と比べて気圧傾度力は2個ではバランスが取れないので、コリオリ力が弱くなり、1個となります。

B-4地衡風が弱くなる

コリオリ力と地衡風の強さは比例関係にあるので、コリオリ力が弱くなると、地衡風も弱くなり、1個となります。

B-5傾度風が吹く

ここにおいて気圧傾度力、遠心力、コリオリ力がつり合い、傾度風平衡状態となり、低気圧性傾度風が吹きます。

B-6.地衡風と傾度風の比較

上記の図の1と5を比べてみます。

図1 地衡風平衡の時、地衡風の強さは2個

図5 傾度風平衡の時、傾度風の強さは1個

よって低気圧性循環の場合、 地衡風>傾度風 となります。

遠心力の分、傾度風は弱くなるわけですね。

次回は数式を用いて傾度風を考察します。

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