： （二つ玉低気圧；アナ前線；ジェット巻雲)

お天気の見方・楽しみ方（7)
二つ玉低気圧（その２)

小倉 義

光 ・西村

修 司 ・隈部良司

４．雲域 C の進化と構造
次に，雲域 C について考える．まず，初期の段階（第５図 a（ 天気」53巻第11号893頁)）では，主に停滞前線 に 伴 う 中・下 層 雲 か ら成っている．しかし，時間と共に上層雲で覆われるようになる．ここで重要なことは，この上層雲は亜熱帯
ジェット 気 流 の 軸 に 平 行に，その低緯度側に位置していることである．このことは，第７図に示した７日06UTC 段 階 で，300hPaの最大風速が120ノットのときでもそうだったし，第８図に示した８日00UTC

第７図で，180ノットに達したとき

７日06UTC，赤外雲画像に重ねた300hPa における等風速線（10ノット毎)．

もそうである．ことに，雲域 C の高緯度側の端は比較的シャープで，ジェット軸と一致している．ジェッ

ここで，第８図の段階では，一見一様に見える雲もト軸の北側は上・中層雲は無く，第８図では，寒気の複雑な構造を呈することを示したい．まず第９図に，吹き出しの際に特徴的な，日本海上の筋状の雲が見え

第８図と同時刻の８日00UTC において，地上気圧とる．一般的に，ジェット軸に沿って出現する巻雲を925hPa の風と温位の分布を示す．図の地上前線系はジェット巻雲と呼んでいるが，ジェット巻雲はジェッ

気象庁の地上天気図から写したものである．図の温位ト軸の低緯度側に出現することが多い．と風の分布を見ても，どこに前線を解析するかはなか

Yoshimitsu OGURA，東京大学海洋研究所．
Syuji NISHIM URA，気象衛星センター．
Ryoji KUMABE，函館海洋気象台．
Ⓒ 2006 日本気象学会
2006年 12月

なか微妙で，人によって違った前線解析結果が出るかもしれない．それはともかく，このケースの主役は低気圧 L であって，その中心に向かって吹く強い南風に乗って，熱帯の暖湿な空気が殺到している様子がよく
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お天気の見方・楽しみ方(7)Hobbs and Persson（1982）の詳し い 研 究 が 有 名 で ある．さらに付け加えると，
こ の 時 刻 に は（８ 日00UTC)，雲域 C の西側の部分は日本列島にかかっているので，地上観測による雲の観測記録が利用できる．
それによれば，雲域 C が覆っている地域の観測点からは巻積雲などの上層雲が報告されている．それに加えて，北陸沿岸に位置する観測点からは積雲の報告があるのは，寒気の吹きだしに伴う日本海上の筋雲の存在を示 し て い る と 思 わ れ
第８図

第７図に同じ，ただし８日00UTC．

る．そして，雲域 C の下の観測点からは高層雲，高積雲，層積雲などが，そして分かる．

前線付近では雄大積雲などが報告されている．こうし雲からいえば，主役は雲域 C である．その複雑な構て，最 上 部 の ジェット 巻 雲 を 除 け ば，こ の 前 線 は造を記述するために，第９図の雲域 C を４部分に分けBrowning（1990）が事例解析で描いたアナ寒冷前線のる．まず雲域 C の先端部（C と記号）は，すでに第５模式図とよく似た構造をもつ（第12図)．

図 c（ 天気」53巻第11号893頁）において輝度が増大し話がそれるが，最近一読者からお手紙をいただいた．

たと述べた領域である．こうなった理由は，第10図に気象予報士受験の勉強をしているが，最近の実技試験示したショワルター安定度指数（SSI）の分布図を見るでアナ前線についての問題が出た．アナ前線についてと分かる．すなわち，地上寒冷前線のすぐ東側に SSIは「一般気象学」に書いてないので，これについて書が−２以下という極めて不安定な成層をした領域があいた本があれば教えてほしいという内容だった．早速り，しかも第９図によれば，その領域では相当温位はお返事したが，第13図にアナ前線とカタ前線の模式図

高く，強い南よりの風が吹いている．ここが低気圧 Cを示しておいた．寒冷前線の周りの鉛直流によって，の温暖コンベヤー・ベルト内の強い降雨域である．輝

寒冷前線をこのように分類したのは，ノルウェー学派

度温度から推定した雲頂高度は約250hPa である．のベルジェロンで，もう70年も前の1937年のことであ

次に，雲域 C に直交する方向に，第９図の c―d 線にる．寒冷前線面に沿って比較的暖かい空気が上昇する

沿った鉛直断面上の風と相対湿度の分布を描いたのがのが純粋なアナ前線であり，下降するのがカタ前線で第11図である．明らかに，北西側（高緯度側）に雲頂ある．アナとカタは，それぞれ up と down を表すギリ

高度が高い領域があり，そこでは中層には乾燥貫入をシャ語の接頭語である．現実には，下層ではアナ型で示す乾燥空気が侵入している．従ってこの部分の雲はあるが，上層ではカタ型という中間型もある．地上の低緯度で発生したジェット巻雲と思われる（C と記

寒冷前線は，アナ型の場合のほうがシャープである．

号)．一方，雲域 C の南東側（低緯度側）の雲は雲頂高

ただ，第13図の模式図を見る場合に注意すべきこと

度もやや低く，寒冷前線面に沿った雲と思われる（Cとしては，まるで風は寒冷前線に直角に吹きつけていと呼ぶ)．さらに，第９図では明確には見えないが，地るように描いてあるが，実際には第９図に見るように，上前線付近には対流性の雲の発達もある（C と呼ぶ)．

寒冷前線に対して風は斜めに，むしろ平行に近い方向

寒 冷 前 線 に 沿った 細 い 対 流 性 の 雲 列 に つ い て は，から吹いている場合が多い．
ベクトルの言葉で言えば，

36〝天気" 53．12．

お天気の見方・楽しみ方(7)9 47

第９図 ８日00UTC，赤外画像に重ねた地上気圧（黄色，2hPa 毎）と925hPa における風と相当温位（ピンク色，2K 毎)．記号 L は低気圧 L の中心の位置．

風というベクトルを前線に平行な成分とそれに直交すも狭く，風は最も強い．局所的にジェット気流が最速る成分に分けたとき，直交する成分だけを模式図ではの領域をジェット・ストリーク（jet streak）というが，示しているわけである．

この模式図ではジェット・ストリークの中心が原点に位置している．ジェット・ストリークの中心より上流

５．ジェット巻雲の成因側（西側）をジェット・ストリークの入り口，下流側

さて，最後に残ったのが，第７図や第８図に示した（東側）を出口という．入り口では風は合流して（con-ように，何故亜熱帯ジェット気流の低緯度側にジェッジェット・ストリークの中心に吹きこんfluent flow)，

ト巻雲が発生することが多いかの問題である．これはでいる．出口では風は分流している（diffluent flow)．

いくつかのプロセスが考えられると思うが，その１つさらに，第14図において等温位線は東西方向（x 軸方が第14図に模式的に示したものであろう．図の x 軸は向）に平行しているとする．そうすると，入り口の領東西方向で，ここにジェット軸があるとする．y 軸は南域での流れと温位の相互位置は，本シリーズ（3）の前北方向にとってある．x 軸の高緯度側にはトラフがあ線形成のプロセスを説明した第２図（ 天気」53巻第３

り，低緯度側にはリッジがあるという状況である．風

号216頁）で，合流効果（a）の図の右半分に相当する．

が地衡風だとすると，図の原点で等高度線の間隔は最要するに，南側には暖気移流，北側には寒気移流があ2006年 12月

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9 48

お天気の見方・楽しみ方(7)り，前線が形成あるいは強化されている状況である．

衡風でないという意味で）二次的な鉛直循環をソー話が長くなるので，その際は述べなかったが，こうしヤ・エリアッセン（Sawyer・Eliassen）の循環という．

た状況では暖気移流の地域では上昇流，寒気移流の地上昇流の区域では雲が生じ雨が降る．下降気流の区域域では下降流を伴うということがある．そして，このでは雲が消えて晴れる．したがって，前線形成過程と上昇・下降気流をつないで，第14図に破線で示したよ

いうのは，単に等温線の間隔が狭くなるというだけでうな水平流があり，鉛直断面内での循環が完成する．

はなく，力学的にも鉛直運動を含んだ，極めて重要な

このように，地衡風による温度移流に伴って生ずる（地プロセスなのである．今回の場合では，ジェット軸の低緯度側でジェット巻雲を発生させ，高緯度側では雲がなく乾燥した地域が広がる．ジェット・ストリークの出口では逆向きの鉛直循環がある．
ここまでは第14図で仮想的な状況を考えたが，第15図が第14図に対応する現実の状況で，第８図と同時刻の８日00UTCにおける500hPa の高層天気図である．第14図を45°左に傾けると，この状況に近くなる．
すなわち，本州の北西にトラフ，南東にリッジがあり，本州上空で合流する風がある．こうして，第７図や

第10図

第11図

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８日00UTC におけるショワルター安定度指数の分布．

８ 日00UTC，第 ９ 図 の c― d 線 に沿った鉛直断面上の 相 対 湿 度（10％毎）と風．太い実線は雲頂高度．雲の記号は本文参照．

第12図

第８図で示した亜熱帯

事例解析に基づいたアナ前線における前線に相対的な流れの模式図（Browning,1990)．
〝天気" 53．12．

お天気の見方・楽しみ方(7)第13図

寒冷前線の鉛直断面内の構造の模式図（Brownig, 1999)．純粋なカタ前線と純粋なアナ前線の中間に，いろいろな型があることを示す．矢印は前線に直角方向の前線に相対的な流れ．破線で囲まれた陰影の区域は境界層の空気，あるいは境界層から駆逐された空気を表す．SCFは地表の寒冷前線．

第14図

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地衡風が合流してジェット・ストリークがある場合の３次元模式図．太い実線が等圧面上の地衡風を表し，それに伴う副次的な鉛直循環を短い破線で示す．長い破線は x 軸に平行とした等温位線（小倉，2000の解説文より)．

ジェットは，中緯度の大きなトラフとその下流のリッジの境に位置している．これに加えて，現実の場合には，上層のトラフの西側には傾圧波に伴う下降気流と乾燥貫 入 と い う 流 れ も ある．
ジェット巻雲という上層雲が出来やすい理由としては，対流圏上層では気候学的に相対湿度が高いということもある．駒林（1963）
に従って説明すると，対流圏内では，温度は 1km について６℃ずつ，高度と共に直線的に低下する．ところが大 気 中 の 水 蒸 気 の 量は，高度と共に指数関数的に減少する．水蒸気圧で表現すると，1km ごとに1/4

第15図

８日00UTC における500hPa の高層天気図（気象庁)．に減少する．従って第16図において，横軸の水蒸気圧
2006年 12月399 50

お天気の見方・楽しみ方(7)い．加えて，氷晶の落下速度は小さいので，一度出来た氷晶はジェット気流により遠い下流まで運ばれるという事情もある．
謝辞

有益なコメントをいただいた東京大学海洋研究所新野 宏教授，気象研究所の別所康太郎担当編集委員および査読者に感謝します．
参考 文献Bader, M .J., G.S. Forbes, J.R. Grant, R.B.E. Lilley
and A.J. Waters, 1995：Images in Weather Forecasting, A practical guide for interpreting satellite
and radar imagery, Cambridge Univ. Press, 499pp.
Browning, A.K., 1990：Organization of clouds andprecipitation in extratropical cyclones. In
Extratropical Cyclones―The Eric Palmen M emo第16図

対流圏内の水蒸気圧と，温度が６℃/km で降下すると仮定した場合の飽和水蒸気圧（ミリバール＝hPa）の高度分布（駒林，1963)．

rial Volume（C.M . Newton and E.O. Holopaineneds.),Amer.M eteor.Soc., 129‑153（研究時報，第62巻，1995，第１号に北畠尚子らによる邦訳あり).
Browning, A.K., 1999：The dry intrusion and its
effect on the frontal, cloud and precipitation structure of extratropical cyclones, 日本気象学会つくば

を対数目盛りで採ると，大気中の水蒸気圧の高度分布は直線で表される．地表の空気は飽和していると仮定

大会特別招待講演，邦訳は天気，46，97‑103．
Browning, K.A. and N.M . Roberts, 1994：Structure

して，上記の温度分布に応じた飽和水蒸気圧の高度分of a frontal cyclone, Quart. J. Roy. M eteor. Soc.,
120, 1535‑1557.

布も第16図に記入されているが，２本の線は高度約8.3

Hobbs, P.V. and O.G. Persson, 1982：The mesocale

km で交差する．すなわち対流圏上部は飽和しているand microscale structure and organization ofことになる．２本の線が最も離れている高度は対流圏

clouds and precipitation in midlatitude cyclones,
Part Ⅴ：The structure of narrow cold‑frontal rain-の中ほどである．もちろん，現実の対流圏内では，温度と水蒸気圧の高度分布は日々に変化しているから，ここで仮定した分布とは違うが，対流圏上部では僅かな上昇流があれば，空気はすぐに飽和して氷晶ができる傾向がある．飛行機雲が出来るのも対流圏の上部やbands, J. Atmos. Sci., 39, 280‑295.
北畠尚子，三井 清，1998：晩秋に日本海で急発進した低気圧の構造，天気，45，827‑840．
駒林誠，1963：気象の科学，NHK ブックス，日本放送出版協会，250pp．

成層圏の下部である．一方，対流圏中央部の水蒸気は

宮崎保彦，1999：二つ玉低気圧，気象，44(2)，20‑21．

かなり上昇しないと凝結しない．いろいろな雲の写真

小倉義光，2000：総観気象学入門，東京大学出版会，289

集を見ても，最も魅惑的，幻想的な写真は多様な巻雲

pp．
小倉義光，2003： 雲解析事例集」と秋雨前線に伴う小低の写真である．対流圏上層で起こっている様々な空気の動きが映し出されていて，見ている人を飽きさせな

40気圧の事例，天気，50，367‑373．

〝天気" 53．12．