低気圧の主な特徴

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低気圧の主な特徴

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2022/08/01 23:07 UTC 版)

「低気圧」の記事における「低気圧の主な特徴」の解説

後述のように、低気圧はその成因などによっていくつかの種類に分類されるが、ここではどの低気圧にも共通する特徴を挙げる。 周囲よりも気圧が低い低気圧は、周囲の空気や風を引き寄せている。これを気象学では、「低気圧は気流を収束させる」と表現する。一般的に、低気圧で収束が起こる範囲は数百km以上であり、時には数千kmにも及ぶ。このような大規模な収束では、気流は気圧傾度力に従って等圧線に直角の方向に収束しようとするものの、コリオリの力を受けてしまうため進路が曲がり最終的には気圧傾度力、コリオリの力、摩擦力が釣り合って等圧線を斜めに流れる。これにより、低気圧の周囲の風は、北半球で反時計回り、南半球で時計回りに回転しながら中心へと吹き込む。ただし、接地層やエクマン層より上の自由大気層では摩擦が小さいため気流の発散や収束は無視できるものである。クリストフ・ボイス・バロットはこれを直感的に「北半球において、風を背にして立つと低気圧の中心が左手の方向にある」と表現している（ボイス・バロットの法則）。 低気圧の中心へ向かって収束した風は、中心で低気圧特有の上昇気流を受けて上昇していく。低気圧によって高度は異なるが、加熱により上昇した大気は次第に周囲との温度差が小さくなり浮力を失って、強制的な持ち上げにより上昇した大気は山脈や気団の高さを超えたころから衝突対象を失って滞留するので、上空には高気圧が形成される。ここからは、逆に周囲に向かって空気を放出している（発散させている）。地表低気圧と上空高気圧の位置は、熱帯低気圧などはほぼ同じだが、温帯低気圧では数百kmほどずれて位置する。 低気圧というシステムを動かす「モーター」は上昇気流であり、それを駆動する「エンジン」は雲の発生に伴う潜熱加熱、地表から受ける加熱・暖気との衝突による加熱、地形や温度の異なる気団の衝突による大気の持ち上げなどである。「エンジン」である加熱が強くなると上昇気流が強まって低気圧が発達し、加熱が弱まれば低気圧は勢力を落とす。一方、他の要因で「モーター」である上昇気流が弱まった場合は加熱速度が遅くなって浮力が低下し上昇気流が弱まるように、両者はお互いに相関関係にある。 また低気圧では特に、渦と収束の関係も重要である。上昇気流が強まって収束が強まると、低気圧を取り巻く気流の渦が狭まる。すると渦の回転速度が増す（角運動量保存則）。一方、回転速度が速くなりすぎると遠心力が強まる。このような複数の力が抑制しあって、バランスをとりながら低気圧の周りの風は吹いている。また熱帯低気圧に「目」ができるのは、中心では遠心力が気圧傾度力よりも大きくなることで回転を伴う上昇気流が維持できないことが原因のひとつと考えられている。