質問: 【気象学】大気の屈折率について 大気の屈折率が地表面から上方に向かって大きく減少している場合にシークラッタ等のレーダーの異常伝播が生じやすいとのことです。 これは逆転層に起因するものであるため上層ほど気温が高くなってる状態と理解しています 一方で 大気の屈折率は気温が高くなるほど大きくなると理解しております よって逆転層が生じている時は屈折率が上方ほど高くなってると思われ 「屈折率が上方に向かって大きく減少している場合」と矛盾してるいると思いますがどなたか解説をお願いします。
回答: 質問を見て気になっているところを書かせてもらいます。 天体観測をする上で、地表付近に見える天体には大気差という現象があるのが知られています。沈んでしまっている星が見えたり、沈む太陽が縦方向に縮められて見られる現象です。光の伝播方向が下方向に曲げられることによって見られる現象です。同じ電磁波ですから電波でも同じことが起こっているであろうことは想像できます。 これの原因は、主に地表付近ほど気圧が大きいことに起因しています。気圧差によって地表付近は上空ほど光の伝播速度が大きくなっています(屈折率という書き方に慣れないのでこう書かせてください。地震波や音波でも同じことが起こりますから)。 速度の違う層が順番に積み重なっている層に沿って波が伝わるときには、速度の速い層に迂回するように進みます。地表付近では上空ほど気温が低くなるため音波は上空の方に曲がっていきます。そのため山に登ると遠くの音がよく聞こえるようになることがあります。音は電磁波ほど気圧の違いによって速度差が生じないようです。 シークラッタが逆転層で発生するのは、ふだん起こっている大気差(のような現象)が、大気の温度差によってさらに光の経路が大きく曲げられたためと見ることができます。このことからも、上空ほど速度が大きい(屈折率が小さい)と読み取ることができます。余分に大きくなった分が、大気の温度の影響によるものです。 基本的には、温度が上がれば速度が速くなると考えられます。蜃気楼ができるときの解説を読んでもこのようなことが書かれています。大気差(のような現象)が温度だけで発生したとして、屈折率と温度の関係が逆になるように導き出したのではありませんか。 揺らぎができるのは流れに乱れが生じているからです。暖かい冷たいというのは別段関係がありません。水に氷を浮かべても、氷から下方向に揺らぎが生じています。