総観規模の気象学

気象学において、総観スケール（大規模スケールあるいは低気圧スケールとも呼ばれる）は、水平方向の長さのスケールが1,000 km（620 マイル）以上である。[ 1 ]これは、中緯度低気圧（例：温帯低気圧）に典型的な水平スケールに対応する。天気図（地上天気解析など）で見られるほとんどの高気圧および低気圧は、それぞれの半球におけるロスビー波の位置によって決まる総観規模のシステムである。低気圧域およびそれに関連する前線帯はロスビー波パターン内の谷の前縁に発生し、高気圧域は谷の後縁に形成される。ほとんどの降水域は前線帯付近に発生する。

大気運動に適用されるナビエ・ストークス方程式は、総観スケールにおけるスケール解析によって簡略化できます。水平方向の方程式の主な項はコリオリの力と圧力勾配項であることが示されており、したがって地衡流近似を使用することができます。鉛直座標系では、運動量方程式は静水力平衡方程式に簡略化されます。

共観福音書の語源は古代ギリシャ語のσυνοπτικός ( sunoptikós )で、「一緒に見る」という意味です。

地上気象解析

2006年10月21日の米国の地上気象分析

地上気象解析は、地上の気象観測所からの情報に基づいて、指定された時間における地理的領域の気象要素の図を提供する特殊なタイプの天気図です。 [ 2 ]天気図は、海面気圧、気温、雲量などの関連量の値を地理地図上にプロットまたはトレースすることによって作成され、気象前線など総観規模の特徴を見つけるのに役立ちます。

19世紀に初めて天気図が描かれたのは、暴風雨システムに関する理論構築に役立てるため、かなり後になってからでした。[ 3 ]電信の発明により、初めて同時地上気象観測が可能になりました。1840年代後半から、スミソニアン協会が初めてリアルタイムの地上解析を行った組織となりました。地上解析は米国で最初に使用され、1870年代には世界中に広まりました。ノルウェーの低気圧モデルは、前線解析に1910年代後半にヨーロッパ全土で使用され始め、第二次世界大戦中には米国でも使用されるようになりました。

地上天気解析には、前線、雲量、降水量などの重要な情報を示す特別な記号があります。たとえば、H は高気圧を表し、晴天を意味します。L は低気圧を表し、これは降水を伴うことがよくあります。天気図では前線帯やその他の地表境界だけでなく、天気図上のさまざまな場所の現在の天気を表すためにも、さまざまな記号が使用されています。降水域は、前線の種類と場所を特定するのに役立ちます。熱帯低気圧、流出境界、スコールラインなどのメソスケールのシステムと境界も、地上天気解析で解析されます。等圧線は、馬緯度から極方向への地表境界を配置するためによく使用され、流線解析は熱帯地方で使用されます。[ 4 ]

温帯低気圧

イギリスとアイルランドに影響を与える温帯低気圧の架空の総観図。等圧線間の青い矢印は風向を示し、「L」記号は「低気圧」の中心を示しています。閉塞前線、寒冷前線、温暖前線境界に注意してください。

温帯低気圧は、熱帯性や極性を持たず、前線と水平温度勾配および露点勾配を伴う総観規模の低気圧であり、「傾圧帯」とも呼ばれる。[ 5 ]

「温帯性」という表現は、このタイプのサイクロンが一般的に熱帯地方以外、地球の中緯度で発生するという事実に由来しています。これらのシステムは、発生地域から「中緯度サイクロン」、あるいは温帯性低気圧への移行が起こった「後熱帯性低気圧」と呼ばれることもありますが[ 5 ] [ 6 ] 、気象予報士や一般の人々からは「低気圧」または「低気圧」と表現されることが多いです。これらは、高気圧とともに地球の大部分の天候を左右する 日常的な現象です。

温帯低気圧は偏西風内の温度と露点の勾配の帯に沿って発生するため、ほとんどの場合傾圧型に分類されますが、低気圧の周囲の温度分布が半径に対してかなり均一になると、ライフサイクルの後半に順圧型になることもあります。 [ 7 ]温帯低気圧は、暖かい海上に停滞して中心対流を発達させ、その中心部を温めると、亜熱帯嵐に変化し、さらに熱帯低気圧に変化することがあります。[ 8 ]

地表高気圧システム

霧の中のゴールデンゲートブリッジ

高気圧は、地表での風の弱さと対流圏下層部での降下と関連することが多い。降下は一般に、断熱加熱または圧縮加熱によって気団を乾燥させる。 [ 9 ] そのため、高気圧は晴天をもたらすのが一般的である。[ 10 ] 日中は、太陽光を反射する雲が存在しないため、短波太陽放射の入射量が増加し、気温が上昇する。夜間は、雲がないということは、外向きの長波放射（つまり地表からの熱エネルギー）が吸収されないことを意味し、すべての季節で日中の最低気温がより低くなる。地表の風が弱くなると、高気圧直下で発生する降下によって、尾根下の市街地で粒子が蓄積し、広範囲にわたる煙霧が発生する可能性がある。[ 11 ] 低レベルの相対湿度が夜間に100％近くまで上昇すると、霧が発生する可能性がある。[ 12 ]

北半球で高緯度から低緯度へ移動する強くて垂直に浅い高気圧は、大陸北極気団と関連している。[ 13 ] 低く急激な逆転により、層積雲または層雲の領域が持続的に発生する可能性があり、これは口語的に高気圧性の暗黒と呼ばれている。高気圧によってもたらされる天候の種類は、その発生源によって異なる。例えば、アゾレス諸島高気圧の延長は、基底部が温められ、暖かい海上を移動する際に水分を閉じ込めるため、冬には高気圧性の暗黒をもたらすことがある。北に発生して南に伸びる高気圧は、晴天をもたらすことが多い。これは、基底部が温められるのではなく冷やされるため、雲の形成を防ぐのに役立つためである。

天気図では、これらの領域は、合流点としても知られる収束する風（等高線）、または非発散レベルの近くまたはその上方の収束する高度線を示します。非発散レベルは、対流圏の中ほどにある500 hPaの気圧面付近です。[ 14 ] [ 15 ] 高気圧は、別名、反気圧とも呼ばれます。天気図では、高気圧中心は英語の文字H [ 16 ]またはスペイン語の文字A [ 17 ]に関連付けられています。これは、スペイン語で「高い」を意味するaltaが、最高気圧の等圧線内にあるためです。定気圧上層図では、最高高度線内に位置します。[ 18 ]

気象前線

異なる気団は前線によって分断される傾向があります。北極前線は北極気団と極気団を分断し、極前線は極気団と暖気団を分断します。（cAは大陸性北極気団、cPは大陸性極性気団、mPは海洋性極性気団、cTは大陸性熱帯気団、mTは海洋性熱帯気団です。）

前線は密度の異なる2つの空気塊を分ける境界であり、気象現象の主な原因です。地上気象解析では、前線の種類に応じて様々な色の線や記号で前線が描かれます。前線によって分けられた気団は通常、気温と湿度が異なります。寒冷前線は狭い帯状の雷雨や悪天候を特徴とし、時にはスコールや乾燥線が先行することもあります。温暖前線は、通常、層状降水と霧が先行します。前線通過後、天候は通常すぐに晴れます。風向は必ず変化しますが、降水量や雲量が少ない前線もあります。[ 19 ]

寒冷前線と閉塞前線は一般的に西から東へ移動し、温暖前線は極方向へ移動します。後流の空気の密度が高いため、寒冷前線と閉塞前線は温暖前線と閉塞前線よりも速く移動します。山や暖かい水域は前線の移動を遅らせることがあります。[ 20 ] 前線が停滞し、前線境界を挟んだ密度の差がなくなると、前線は風速の異なる領域を分ける線、いわゆるシアラインへと退化することがあります。これは外洋上で最もよく見られます。

参照

参考文献

  1. ^ 「cyclonic scale」 .アメリカ気象学会. 2016年4月28日時点のオリジナルよりアーカイブ。2017年1月21日閲覧。
  2. ^ Air Apparent: How Meteorologists Learned to Map, Predict, and Dramatize Weather. University of Chicago Pressシカゴ: 1999.
  3. ^エリック・R・ミラー.アメリカ気象学のパイオニア. 2007年4月18日閲覧。
  4. ^気象庁.天気図. 2007年5月10日閲覧。
  5. ^ a b Dr. DeCaria (2005年12月7日). 「ESCI 241 – 気象学; レッスン16 – 温帯低気圧」 .ミラーズビル大学地球科学部. 2006年9月3日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2006年10月21日閲覧。
  6. ^ロバート・ハート、ジェニ・エヴァンス (2003). 「北大西洋台風の温帯遷移ライフサイクルのサイクロン位相空間内での定義による総観的複合データ」(PDF) .アメリカ気象学会. 2006年10月3日閲覧.
  7. ^ Ryan N. Maue.第3章：サイクロンパラダイムと温帯遷移の概念化. 2008年5月10日アーカイブ、Wayback Machineにて2008年6月15日閲覧。
  8. ^大西洋海洋気象研究所、ハリケーン研究部。「よくある質問：温帯低気圧とは何ですか？」NOAA。2006年7月25日閲覧。
  9. ^連邦気象調整官室 (2006).付録G: 用語集. 2009年2月25日アーカイブ. Wayback Machine NOAA . 2009年2月16日閲覧。
  10. ^ジャック・ウィリアムズ (2007).「高値と安値の内側で何が起こっているのか」USA Today . 2009年2月16日閲覧。
  11. ^ミャンマー政府 (2007).ヘイズ. 2007年1月27日アーカイブ. 2007年2月11日閲覧.
  12. ^ Robert Tardif (2002).霧の特性. 2011年5月20日アーカイブ, Wayback Machine, NCAR National Research Laboratory. 2007年2月11日閲覧。
  13. ^ CBCニュース(2009).「ユーコンのせい：北極圏の気団が北米の残りの地域を寒冷化」カナダ放送センター. 2009年2月16日閲覧。
  14. ^気象学用語集（2009年）。非発散レベル。アメリカ気象学会。2009年2月17日閲覧。
  15. ^ Konstantin Matchev (2009). Middle-Latitude Cyclones - II. Archived 2009-02-25 at the Wayback Machine University of Florida . 2009-02-16閲覧。
  16. ^ Keith C. Heidorn (2005). Weather's Highs and Lows: Part 1 The High. The Weather Doctor. 2009年2月16日閲覧。
  17. ^国立気象研究所。アエロプエルト デ ラ パルマ気象学。 2008 年 3 月 9 日にウェイバック マシンにアーカイブされ、2007 年 5 月 5 日に取得されました。
  18. ^気象学用語集（2009年）。アメリカ気象学会。2009年2月16日閲覧。
  19. ^ 「Lesson 7: Clouds and Precipitation」 . 自費出版. 2005年1月11日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2007年4月29日閲覧。
  20. ^ David Roth. 「Unified Surface Analysis Manual」（PDF） . Hydrometeorological Prediction Center . 2006年10月22日閲覧。
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