上層の波とジェット気流

対流圏上層における高速な風の帯と、それが形成する大規模な波は、天候を左右する主要な流れであり、地上の嵐を導き、その発達を促す上昇運動を集中させます。

Definition

上層の波とは、対流圏上層の流れにおけるトラフとリッジのことであり、ジェット気流とは、その中に埋め込まれた狭い強風帯のことです。これらはともに地上の気象システムの発達を誘導し、調節します。

Scope

このトピックでは、対流圏上層の流れにおけるトラフとリッジ、亜熱帯ジェット気流と極前線ジェット気流、ジェットストリークと呼ばれる局所的な最大風速域とその横断循環、およびこれらの特徴が地上の気象システムをどのように誘導し、強化するかについて扱います。

Core questions

• ジェット気流の位置と強さを決定する要因は何ですか？
• 上層のトラフとリッジは地上の気圧システムにどのように影響しますか？
• ジェットストリーク周辺の循環は嵐の発達にどのように寄与しますか？
• 上層のパターンは長期的な天候とどのように関連していますか？

Key theories

ジェットストリークの横断循環

ジェットストリークに進入および退出する空気は不均衡になり、4つのセルからなる鉛直循環を駆動します。その上昇域は地上の低気圧と降水の発達を促進します。

上層による地上システムの誘導

地上の低気圧は、トラフの東側にある上層の発散域とともに移動し、その下で発達する傾向があるため、対流圏上層の波のパターンは地上の天候の誘導と強制力として機能します。

Mechanisms

地衡風は強い温度コントラストの上方で高度とともに増加するため、最も速い風は圏界面付近のジェット気流に集中します。ジェット気流はトラフとリッジに沿って蛇行し、ジェットストリークを通過する際に加速または減速すると、流れは平衡から逸脱し、上昇気流と下降気流の領域を伴う横断循環を形成します。地上の低気圧は、トラフの東側やジェットストリークの進入域および退出域における発散性の強い上昇域の下で優先的に発生し、発達する傾向があります。

Clinical relevance

予報官は、上層の波とジェットストリークを追跡することで、地上の嵐がどこで形成され、強まるか、どこで大雨が降るか、そしてブロッキングリッジがいつ天候を長期的な熱波、寒波、または干ばつに固定するかを予測します。

History

第二次世界大戦後の定常的な高層気象観測により、ジェット気流とロスビーが特定した惑星規模の波が明らかになりました。パルメン、ニュートンらの研究により、それらの三次元構造と低気圧発達における支配的な役割が確立され、これらは現代の総観気象学の中心的なテーマとなっています。

Key figures

• Carl-Gustaf Rossby
• Erik Palmen
• Chester Newton

Seminal works

• bluestein1993
• carlson1991

Frequently asked questions

ジェット気流とは何ですか？

ジェット気流とは、対流圏上層付近に存在する非常に強い風の狭い帯であり、急激な温度差の上方に形成されます。これは気象システムを誘導し、冷たい極地の空気と暖かい亜熱帯の空気を隔てます。

なぜ気象学者は上層のトラフを綿密に監視するのですか？

上層のトラフは、その東側で上層の発散を引き起こし、それが上昇気流と地上の気圧低下を促進するため、地上の嵐が最も発生しやすく、発達しやすい場所を示します。