風を理解する
動きのある雰囲気
ブエナビスタ画像/ゲッティイメージズ
風は、天気の最も重要ないくつかに関連している可能性があります 複雑な嵐 、しかしその始まりはこれ以上簡単ではありませんでした。
として定義 水平 ある場所から別の場所への空気の移動、風は違いから作られます。 空気圧 .地球の表面の不均一な加熱がこれらの圧力差を引き起こすため、風を発生させるエネルギー源は最終的に 太陽 .
風が吹き始めた後は、圧力勾配力、コリオリ力、摩擦の 3 つの力の組み合わせがその動きを制御します。
圧力勾配力
気圧の高いところから低いところに向かって空気が流れるのは、気象学の一般的なルールです。これが起こると、高圧の場所にある空気分子が蓄積し、低圧に向かって押す準備が整います。ある場所から別の場所に空気を押すこの力は、 圧力勾配力 .これは、空気の塊を加速する力であり、風が吹き始めます。
「押す」力、または圧力勾配力の強さは、(1) 空気圧の差の大きさと (2) 圧力領域間の距離の大きさに依存します。圧力差が大きいほど力が強くなり、距離が短いほど力が強くなり、逆の場合も同様です。
コリオリ力
地球が自転していなければ、空気は高気圧から低気圧へとまっすぐに流れます。しかし、地球は東に向かって自転しているため、空気 (および他のすべての自由に動く物体) は、北半球の運動経路の右側にそらされます。 (南半球では左に偏向しています)。この偏差は、 コリオリの力 .
コリオリ力は風速に正比例します。これは、風が強いほど、コリオリが風を右に偏向させることを意味します。コリオリも緯度に依存します。極で最も強く、緯度 0° (赤道) に近づくほど弱くなります。赤道に達すると、コリオリ力は存在しなくなります。
摩擦
足を取り、カーペットを敷いた床の上を動かします。これを行うとき、つまりあるオブジェクトを別のオブジェクトの上に移動するときに感じる抵抗は、摩擦です。風でも同じことが起こります 地面の表面を吹き飛ばす .木、山、さらには土壌などの地形を通過することによる摩擦は、空気の動きを妨げ、速度を遅くするように作用します.摩擦は風を減少させるため、圧力勾配力に対抗する力と考えることができます。
摩擦は地球の表面から数キロメートル以内にしか存在しないことに注意することが重要です。この高さを超えると、その影響は考慮に入れるには小さすぎます。
風を測る
風は ベクトル量 .これは、速度と速度の 2 つのコンポーネントがあることを意味します。 方向 .
風速は風速計を使用して測定され、時速マイルまたは時速で与えられます。 ノット .その方向は、 風向計 または吹き流しであり、方向の観点から表現されます そこから吹く .たとえば、風が北から南に吹いている場合、 北方 、または北から。
風の鱗
風速を陸と海で観測された条件、および予想される暴風雨の強さと物的損害とより簡単に関連付ける方法として、風スケールが一般的に使用されます。
1805 年にサー フランシス ボーフォート (イギリス海軍の将校で提督) によって発明されたボーフォート スケールは、船員が計器を使用せずに風速を推定するのに役立ちました。彼らは、風が存在するときに海がどのように振る舞うかを視覚的に観察することによってこれを行いました.次に、これらの観測結果をビューフォート スケール チャートと照合し、対応する風速を推定することができました。 1916 年には、土地を含むように規模が拡大されました。
元のスケールは、0 から 12 までの 13 のカテゴリで構成されています。1940 年代に、5 つのカテゴリ (13 から 17) が追加されました。それらの使用は、熱帯低気圧とハリケーンのために予約されていました。 (Saffir-Simpson スケールが同じ目的を果たすため、これらのビューフォート数はめったに使用されません。)
Saffir-Simpson Scale は、嵐の最大持続風速の強さに基づいて、上陸または通過するハリケーンによって予想される影響と物的損害を表します。ハリケーンは、風に基づいて 1 から 5 までの 5 つのカテゴリに分類されます。
Enhanced Fujita (EF) Scale は、竜巻の強さを、風が引き起こす可能性のある損害の量に基づいて評価します。竜巻を風に基づいて 0 から 5 までの 6 つのカテゴリに分類します。
風の用語
これらの用語は、天気予報で特定の風の強さと期間を伝えるためによく使用されます。
| 用語 | 次のように定義されています... |
|---|---|
| 光と可変 | 風速 7 ノット (8 mph) 未満 |
| 風 | 風速 13 ～ 22 ノット (15 ～ 25 マイル) の穏やかな風 |
| ガスト | 風速が 10+ ノット (12+ mph) 増加し、その後 10+ ノット (12+ mph) 減少する突風 |
| 強風 | 34 ～ 47 ノット (39 ～ 54 mph) の地表風が持続するエリア |
| スコール | 風速が 16+ ノット (18+ mph) 増加し、少なくとも 1 分間全体の速度が 22+ ノット (25+ mph) を維持する強風 |