竜巻とスーパーセル

スーパーセルは、最も危険な種類の雷雨であり、その深く持続的なメソサイクロンが、竜巻の猛烈な渦に回転を集中させることができる回転するエンジンです。

Definition

スーパーセルとは、メソサイクロンと呼ばれる持続的で深い回転する上昇気流を伴う雷雨であり、竜巻とは、嵐の底部から地面まで伸びる激しく回転する空気の柱です。

Scope

このトピックでは、スーパーセル型雷雨の構造と力学、鉛直シアにおける回転するメソサイクロンの起源、竜巻を発生させるプロセス、および被害による竜巻の強度評価について説明します。

Core questions

• 鉛直シアはどのようにしてスーパーセルに回転する上昇気流を与えるのでしょうか？
• メソサイクロンとは何ですか、そしてどのように形成されるのでしょうか？
• どのようなプロセスが、地表近くで回転を竜巻に集中させるのでしょうか？
• 竜巻の強度はどのように推定され、評価されるのでしょうか？

Key theories

シア傾斜によるメソサイクロン形成

鉛直シアに関連する水平渦度は、嵐の上昇気流によって鉛直方向に傾けられ、引き伸ばされることで、スーパーセルのメソサイクロンを定義する深く持続的な回転を生成します。

地表近くでの竜巻発生

竜巻は、地表近くの回転（しばしば嵐スケールの境界に沿って生成される傾圧渦度を含む）が、メソサイクロンの下で集中され、引き伸ばされて、強い低層渦を形成するときに発生します。

Mechanisms

強い鉛直シアの環境では、雷雨の上昇気流が水平渦度を鉛直方向に傾け、それを引き伸ばすことで、スーパーセルの寿命と悪天候の可能性を与える回転するメソサイクロンを生成します。竜巻は、地表近く、しばしば嵐の後方側下降気流の境界に沿って回転も生成され集中し、メソサイクロンの下で小さく強い渦に引き伸ばされるときに発生します。結果として生じる竜巻は、それが引き起こす被害によって事後に評価されます。

Clinical relevance

スーパーセルは、最も激しい竜巻だけでなく、巨大な雹や破壊的な風も発生させるため、その構造を理解することは、メソサイクロンのレーダー探知、竜巻警報の発令、および人命を保護するための警報リードタイムの改善を目的とした研究の基礎となります。

History

キース・ブラウニングは1960年代にスーパーセルを特定し命名し、藤田は竜巻の強度を評価するための被害に基づくスケールを開発しました。ブルースタインの著作などで記述されているように、移動式レーダーと嵐の迎撃を用いた野外調査は、それ以来、メソサイクロンと竜巻発生の理解を進めてきました。

Key figures

• Tetsuya Theodore Fujita
• Keith Browning
• Howard Bluestein

Seminal works

• markowski2010
• bluestein2013

Frequently asked questions

スーパーセルは通常の雷雨と何が違うのですか？

スーパーセルは、メソサイクロンと呼ばれる単一の深く持続的に回転する上昇気流を持ち、これにより数時間持続し、大きな雹や強い竜巻を含む最も激しい悪天候を発生させることができます。これは短命な通常の嵐とは異なります。

竜巻の強さはどのように測定されますか？

竜巻の強度は、竜巻内部の直接的な風速測定が稀であるため、発生後にそれが引き起こした被害から、改良藤田スケール（Enhanced Fujita scale）を用いて推定されます。このスケールは、最も弱いEF0から最も激しいEF5まであります。