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7章 大規模循環~地球をめぐる風~
タイムテーブル
1.熱輸送南北の差を解消
2.対流圏の大循環ジェット気流の正体
3.成層圏の大循環上空の温度分布は南北非対称
1.熱輸送南北の差を解消
大気上端での熱収支の緯度分布
太陽放射の吸収
赤外放射の射出
正味の放射のインプット
Hartmann “Global Physical Climatology” より
年平均正味放射入射量(日射+赤外)[W/m2]
Hartmann “Global Physical Climatology” より
極方向への熱輸送(大気と海洋)
Hartmann “Global Physical Climatology” より
中緯度は大気
低緯度は海洋
海洋循環
海がないところがある。大気がないところはない。
海洋循環は束縛が大きい
大気大循環 南北風
エネルギー輸送
ハドレー循環
フェレル循環
極循環
コリオリにより南北風は曲げられる
2.対流圏の大循環ジェット気流の正体
中緯度の偏西風は蛇行する波?
偏西風
偏東風
大気大循環 東西風
中緯度:地衡風平衡=西風(偏西風)西風ピーク=ジェット気流
季節変化はあるが、ほぼ南北対象
偏西風
偏東風
地球を一周する強い西風
ジェット気流
年平均
地衡風
地衡風平衡:コリオリ力-気圧傾度力
F=2ΩV sin φ=-(1/ρ)(Δp/Δn)
ジェット気流が出来る理由
地衡風バランスを考えれば
気圧傾度が大きい場所で風速が大きくなる
ジェット気流の蛇行
なぜ、ジェット気流は蛇行するのか?
経度風バランスを思い出すと・・
気圧経度力 + コリオリ力
大気の動き
500hPa高度場
室内実験:回転水槽装置
二重回転円筒水槽
温水
冷水 試験流体
温度傾度
9
18
傾圧不安定論=
温帯低気圧発生地上天気図
上層の流れ
鉛直断面図
3.成層圏の大循環上空の温度分布は南北非対称
大気大循環 東西風
成層圏・中間圏の東西風
対流圏界面の温度
夏半球 冬半球
赤道の対流圏界面上昇
対流が活発な低緯度は対流圏界面が高くなる。
対流圏の温度
対流圏では、低緯度域が高温で、極に向けて温度は下がり、おおよそ赤道に対して両半球で対称
である。
地球が受け取る太陽の放射エネルギーの緯度分布に対応している
夏半球 冬半球
対流圏界面の温度
高度10~20kmの部分では、赤道上で温度は最低であり、高緯度に向けて温度は上昇する。
赤道域はハドレー循環の上昇流域で対流圏界面高度が15~17kmもあるのに対し、極から中緯度では8~12kmしかないため
夏半球 冬半球
中層大気の温度
高度約20~60kmの領域では夏極が最高温度をもち、冬極にかけては温度は下降する。両極間の温度差は約50Kである。
夏極に近いほど入射する太陽放射量が大きく、オゾンの紫外線吸収による加熱量が大きいから
冬極は、太陽放射が小さいため、加熱が小さい(極域ではゼロ)
夏半球 冬半球
大規模循環:南北風と東西風
南北風 暖域>寒域 東西風はコリオリ力
夏半球 冬半球夏半球 冬半球
タイムテーブル
1.熱輸送南北の差を解消
2.対流圏の大循環ジェット気流の正体
3.成層圏の大循環上空の温度分布は南北非対称
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