質問: 転向力と遠心力 転向力と遠心力について理解できない説明があるので質問します。 http://www.sci-museum.kita.osaka.jp/~saito/job/writing/rep/taihu_03.htm の図1のように、 低気圧では 気圧傾度=転向力+遠心力 高気圧では 転向力=気圧傾度+遠心力 というつりあいが成り立っている。 転向力は速度に比例して大きくなるのに対し、遠心力は速度の2乗に比例して大きくなる。したがって、高気圧性の渦では、非常に大きな風速に対して上の力のつりあいは成立しえなくなる。これが、低気圧については台風のような強い渦が存在するのに高気圧ではそれほど強い渦が生じない理由である。 図1において、速度が大きくなると2乗比例の遠心力が大きくなって風は外向きに向かうんですよね。それと渦の強さというのは、どういう関係にあるんでしょうか。
回答: まず、確認ですが、ここで言う「渦の強さ」というのは、風速の強さと同じ意味で使っています。周りの風速が強ければ「強い渦」というわけです。 ご紹介のサイトでは「速度が速くなると」というように、まず速度(風速)が変化するように書かれているので分かりづらいですね。 実際には気圧傾度によって風速が決まります。 で、ここでの説明はこういうことを言っています。 気圧傾度が急になると、風速が強くなる。低気圧の場合は、風速が強くなると転向力と遠心力も大きくなるので、それと気圧傾度がつりあうことができる。このため、低気圧の周りでは風速はどんどん強くなることができる。 一方、高気圧の場合は、風速が強くなると気圧傾度とつりあう転向力はそれに比例して強くなるが、気圧傾度と同じ方向に働く遠心力も風速の二乗に比例して強くなるので、ある一定以上の気圧傾度力以上になるとつりあいが崩れる。このため、高気圧の場合は周りの風速に制限がある。 あくまでもつりあった状態を考えますので、つりあいが崩れて「風が外向きに向かう」ことを考えると、話がややこしくなりますよ。