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ジェット気流の蛇行は気候にどのような影響を与えるか

異常気象と気候変動・地球温暖化2(2)停滞性Rossby波

中村尚
東京大学 先端科学技術研究センター 副所長・教授
情報・テキスト
偏西風ジェット気流の蛇行は、気候に対してどのように影響を与えるのだろうか。ジェット気流の持続的な蛇行は、「停滞性Rossby波」と呼ばれる大規模な大気の波動によって引き起こされるが、蛇行が生じるメカニズムや蛇行がもたらす具体的な気候への影響などさまざまな観点から、ジェット気流の蛇行がもたらす影響を読み解く。(全6話中第2話)
時間:10:22
収録日:2019/03/26
追加日:2019/07/23
≪全文≫

●ジェット気流は大気の波動の影響で持続的に蛇行する


 では、このジェット気流が蛇行したときにどのようになるかということを、上の図を使って説明したいと思います。先ほど申し上げましたように、これは北半球の状況ですと、中緯度においてジェット気流は西から東に素直に流れています。もちろんこれは、南側の暖気と北側の寒気の境目をジェット気流が吹いているわけです。

 ところが、大規模な波動の影響によって、上の図のようにジェット気流が蛇行することがあります。ジェット気流が蛇行したとしても、温度風平衡から決まる寒気と暖気の境目であるという性質には、変わりはありません。それはつまり、ジェット気流が蛇行することによって、対流圏の気温の分布が通常とは大きく変わってくることを意味します。

 ここで、ジェット気流の持続的な蛇行は、「停滞性Rossby波」と呼ばれる大規模な大気の波動によって引き起こされます。この規模は、通常の移動性の高気圧・低気圧の大体2倍から3倍もあるような大きなものです。これに対応して、大きな高気圧や低気圧が持続することになります。


●ジェット気流の蛇行は気候にどのような影響を与えるか


 このジェット気流が南へ蛇行して下がったところでは、普段は暖気に覆われているところに寒気が入るわけです。例えば冬ですと、異常低温や寒波、あるいは豪雪に見舞われることになります。夏になりますと、地表は暖かいのですが上空に寒気が入りますので、大気の成層状態が非常に不安定になって、積乱雲が発達しやすい状況になります。場合によっては竜巻も起こるという不安定な状況をもたらします。

 他方で、北にジェット気流が蛇行したところは、高気圧に覆われるわけです。われわれは、南に蛇行したところを「気圧の谷」、北に蛇行したところを「気圧の峰」と呼んでいます。そして、この北に蛇行した気圧の峰のことを「ブロッキング高気圧」といいます。これをなぜブロッキング高気圧と呼ぶかというと、実は、通常のジェット気流が真っすぐ西から東へ吹いていても、そこに低気圧が通り、それによって、晴れたり、あるいは雨が降ったりといったことを規則的に繰り返すわけですが、そのように移動してくる低気圧をブロックしてしまうからです。つまり、素直に西から東にその低気圧が通っていくのを妨げてしまうということです。ですから、この気圧の峰つまり高気圧が強いまま持続することになり、暖気に覆われて異常高温になったり、あるいは雨が降らなくなって干ばつをもたらしたりします。

 一番危ないのは、上空の偏西風が南西から北東に流れるところになります。これは実は、地表も同じような気圧配置になりますので、熱帯の方から非常に暖かくて湿った気流が吹き込んできて、大雨とか集中豪雨が起きやすくなります。ですから、このように亜熱帯中緯度域の異常気象は、この上空の偏西風の持続的な蛇行と密接につながりがあるというわけです。


●蛇行による異常気象は西から東へと連鎖的に起こっていく


 また、もう1つ重要なことは、この停滞性Rossby波の性質として、蛇行の強い部分が西から東に非常に速いスピードで伝わるということです。もちろん、移動性の高気圧・低気圧と違って、このパターンそのものが移動してくるわけではありません。しかし、この蛇行の強い部分が西から東へ伝わってくるということで、後で例を示しますが、あるところで急に高気圧が成長してくるとか、ジェット気流が急に南下して上空に気圧の谷ができるとか、そういったことが起こるわけです。この伝達は非常に速いものですから、異常気象は基本的にこのRossby波の性質で、西の方から東の方に連鎖的に起こっていくという性質があります。

 例えば、これは3年前、2016年の1月下旬の天気です。この年は暖冬の年だったのですが、気温の変動がかなり激しい冬でした。上の図において黒の線で示したのは、これは地上の気圧です。日本は図の右側にあります。沖縄、台湾、中国大陸などが見えると思います。よく見ると、シベリア高気圧が非常に強く張り出していることが分かります。図の破線は、上空1500メートル付近の気温を表しています。そうすると、マイナス12度とか15度という強烈な寒気が、西日本の方まで流れ込んできています。

 そして、この時に上空のジェット気流がどうだったかといえば、図の赤い線で示した亜熱帯ジェット気流は、日本の南や台湾の南を通っていました。そしてそれ以上に南へ蛇行していたのが、青い線で示した亜寒帯のジェット気流です。先ほど申し上げましたが、亜寒帯のジェット気流は、温帯の空気と、それから寒帯の空気、こういう極域の空気の境目です。ですから、非常に強い寒気が日本付...
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