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551．577（522）
九州における大気の構造と雲の性質＊
山 田 朗＊＊
要旨：航空予報上必要な雲底，雲頂高度や雲厚などについての予報資料ははなはだ少ない．そこで福岡と
鹿児島における3～6年間の高層資料を活用して九州上における （1）雲のできやすい高度，（2）雲のでき
にくい高度，（3）異常乾燥しやすい高度，（4）雲底と雲頂の高度別出現度数分布，（5）雲厚，（6）沈降性逆
転と雲頂および前線性逆転と前線の傾き，（7）層別気温逓減率による不安定層と雲厚，（8）OOC高度の度数
分布の差異と局地的異常気象との関係等について調べた．
その結果九州上では4～5月に4000m以上の厚い雲が一一番多く，前線の傾きが一番急で，700～300mb層
間の不安定度が一番大きく，0。C高度傾度も一番急となりやすいこと等がわかった．したがって，九州上で
は4～5月に不安定で，対流性の厚い雲ができやすく，雷や強雨，乱気流，ひょう等の局地的異常気象が比
較的多くできやすい．
1． まえがき
航空予報では雲底．雲頂高度あるいは乱気流や着氷高
度等についての量的予報が要求されているが，その客観
予報のための基礎となる雲や不安定層の高度，着氷高度
等の調査資料があまりない．すなわち．雲底についての
シー・メーターの資料もまだ少ないし，航空機からの観
測報告等もこの種のメソ的気候的調査のためには余りに
も少なすぎる．したがって．雲についての立体的気候的
な諸性質についてあまり知られないまま予報がなされて
いる．そこで，Aerological Dataの3～6年間の資料
により，九州上の北と南を代表する福岡と鹿児島の地点
について，ラジオゾンデの湿度と気温の観測資料を活用
し，高度は気圧高度をそのまま用いて．客観的な資料に
よる雲の立体的気候的性質ならびに九州上における地形
および季節の特徴と雲の特質との関係等について調べた．
2．雲のできやすい高度
福岡と鹿児島の3年間のゾンデ資料によって，湿度が
91％以上の部分は雲が存在したか，できやすい高度とし
て，月別・高度別（気圧で表現）における91％以上の出
現率分布図を作ると第1図のようになり，雲のできやす
い高度がわかる．
（1）福岡の真冬は800mb高度，5～8月には900mb
＊Character of Cloud and Stmcture of Atmo．
sphere in Kyushu
＊＊S．Yamada，福岡航空測候所
一1968年4月8日受理一
1968年9月
高度付近に下層雲がでぎやすく，40％前後の出現率を示
し，冬の600mb以上には雲ができにくく，500mb以上
では5％以下の出現率しかない．
一方，鹿児島も傾向としては福岡と同様であるが，一
般に下層雲の出現高度が福岡より低く，特に6～9月は
940mbが40％以上の出現率を示す．また，鹿児島は7
～8月を除く他の月の500mb以上の高度における雲の
出現率が福岡より大きい傾向にある．
（2）季節の変り目の3，4月や9，10月および鹿児島
の2月や11月には各種機構の雲ができやすいので，各高
度の出現率がおおむね20％前後で，真冬のような特に下
層雲が出現しやすい特定高度というのがあまり顕著に出
ていない．ただし，両地とも春秋にはおおむね夏冬の中
間の850mb高度付近に下層雲が出来やすい傾向はあり，
下層雲の出現高度は地上湿度の年変化と逆位相の年変化
を示している．
（3）中層雲は，4～6月と8～9月ごろ500～600mb
高度に出現しやすく20％前後の出現率を示し，真夏ほど
高い所に出来やすい傾向がある．なお，鹿児島では2月
と3月にも中層雲のやや目立つた出現高度がある．
（4）福岡は下層雲の出現高度が比較的一定している
が，鹿児島は成雲機構の種類が多いらしく，出現高度の
幅が広く，雲の厚さも厚い傾向にある．
（5）西新は平地にあるので地形上昇による雲の影響が
あまり目立たないが，吉野は海抜280mの台地の上にあ
るので，その台地の地形上昇による雲と推定される940
mb高度の雲が全年を通じて出来やすい傾向を示す．
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第1図
九州における大気の構造と雲の性質
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福岡と鹿児島における雲のでき’やすい高度の高度別出現率（％）分布
第1表 異常乾燥，雲のできにくい高度，雲のできやすい高度の季節別高度別出現率
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実線は福岡・破線は鹿児島
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800mb
700mb
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夏
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12
F：福岡，K：鹿児島，m 両地の平均
26→
、天気”15．9．
九州における大気の構造と雲の性質
（6）700mbと600mb高度における雲のできやすい確
率としては福岡・鹿児島とも4月が最も大きく，次いで
5月であり，500mb高度では鹿児島が6月，福岡が7
月に最大である．すなわち，6，000mくらいに達する雲
は梅雨期に多いが，3，000～4，000mの高さの雲は春に多
いという特徴がある．
（7）要約すると，九州上では冬は2，000m，夏は1，000
m付近の雲が多く，中層雲は4～9月ごろ5，000m付近
に出ることが多く，それらの高度も年変化している．
3．雲のできやすい高度と雲のできにくい高度および
異常乾燥高度の高度別出現率
福岡と鹿児島の3年間のゾンデ資料から，湿度91％以
上を雲のできやすい高度，80％以下を雲のできにくい高
度，50％以下を異常乾燥の高度として出現率を季節別・
定圧面高度別に求めると，第1表のようになる．
（1）雲のできやすい高度では，冬は800mbが多く30
％前後も出現し，500mbでは10％以下の出現率となる．
その他の季節では900mbが最も雲が出来やすく，夏は
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第2図 湿度50％以下の’高度別出現度数分布
実線は福岡・破線は鹿児島
1968年9月
㈱
・585
40％以上も出現するが，春は30％，秋は24％程度とな
る．冬以外では各季節とも高度とともに出現率は減少
し，500mbでは10％近くになり，気温の低い季節ほど
中上層での出現率は少ない．ただし春は600～700mb高
度の出現が一年中でいちばん多い．
（2）雲のできにくい高度では，900mbは夏が30％く
らいしかないのに対し，その他の季節は50％台で半分以
上は雲がでぎていないとみなされ，高度とともにその確
率は増加して，700mb高度以上では暖候期で70％以上，
寒候期には80～90％は雲がないといえる．
（3）異常韓燥の出現率では9COmbの低層においては
当然夏に少なく5％で，春には25％ぐらいになるが，
800mbでは夏が20％，他の季節は40～50％となり，高
度とともに出現率を増し，600mb以上では夏で40％以
上，冬では70％前後の出現率となる．そして，第2図に
示すように，春秋特に秋において800mb高度付近から
の異常乾燥の急増が顕著で，移動性高気圧や中緯度高圧
帯中での沈降による乾燥が800mb高度付近まで及ぶこ
とが多いことを示す．すなわち，夏以外3，000m以上で
は半分以上が異常乾燥の湿度50％以下のときである．
4． 福岡における雲底高度と雲頂高度の特徴
湿度が90％以上になった高度を雲底高度とし湿度が81
％以上から急に30％以上乾燥したか，または沈降性逆転
層を伴った高度を雲頂高度として，それぞれの月別出現
高度の度数分布図を作ると第3図のようになる．いずれ
も，おおむね孤立した度数の山を作り，各月ごとに雲
底，雲頂の特にできやすい高度があり，その両者の山の
間隔をとれば雲の平均的な厚さも推定できる．
（1）すなわち，福岡の冬の雲底は1，500mくらいが多
く，夏は600mくらいが多い．
（2）雲頂は真冬と真夏以外は2，000mくらいが顕著
で，1月と8月は3，000mくらいが多く，春から夏は対
流性の雲が出来やすいので，出現高度の度数の山が相対
的に低く幅広い山を作るが，その山は820mbから700
mbの間である．
（3）3月から10月の間には中層雲の雲底高度と雲頂高
度の山が認められ，その高度も太陽高度の高い6月を最
高とする年変化をしている傾向を示し，その雲厚は600
’ mくらいが多いことを示す．ただし，雲頂のとり方か
らして，この雲頂高度や雲厚は大ぎ目となっているかも
知れない．しかし，航空で必要なのは雲頂面の凸凹にお
ける平均高度ではなく，その最高の高度の方が要求され
る場合が多いから，ここでは大き目のとりかたをした．
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九州における大気の構造と雲の性質
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福岡における雲底・雲頂高度の高度別出現率（％）分布
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実線は雲底・破線は雲頂
5．雲厚の季節による特性
年のくせを少なくするために6年間のゾンデの湿度資
料を用いて福岡と鹿児島における700mb以下に雲底を
もつと推定される場合の雲厚（湿度90％以上の層の上限
と下限の気圧差で表現）について月別雲厚別出現度数を
求めると第4図のようになる．
（1）両地とも夏以外は200～300mの薄い雲の出現が
圧倒的に多く．夏は400～900mの雲が多く，春の鹿児
島も900mくらいまでの雲厚が比較的多い．ただし，夏
はやはり2，000mくらいの厚さの雲もやや多くなっている．
（2）これを雲厚別の出現率で比較すると第5図のよう
に夏の7，8月は両地とも1，000m以下の雲が約50％出
現し，1，000～2，000mの雲が約20％，2，000～4，000mの
雲は約10％となり，4，000m以上の厚さの雲は約5％し
かない．ただし，鹿児島は1，000～4，000mの厚さの雲
が福岡より出現率で約10％多い．
（3）7月以降2月までは，4，000m以上の厚い雲は両
地とも2～6％くらいしか出現しないが，3～6月は10
28
％前後の出現率となり，特に鹿児島では4月，福岡では、
5月が4，000m以上の厚い雲の出現のいちばん多い月と
なる．このことは当管内の名瀬を除く26官署がすべてそ
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第4図 雲の厚さ別出現度数分布 実線は福岡・破線は鹿児島
、天気”1968年9月
．譜
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第5図
九州における大気の構造と雲の性質
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3456789‘O」臼2月700mb以下に雲底をもつ雲の厚さの
福岡と鹿児島における出現率比較
実線は福岡・破線は鹿児島
の累年統計による雷日数において，4月が5月の2倍く
らい多く，4月の27か所の合計雷日数が45．9日に対し，
5月は19．4日で，3月が20．6日であることなどと一致
し，春には対流不安定になることが多く，界雷やひょう等
の強い対流雲の発達も予想以上に多いことと関連する．
（4）また，4，000m以上の厚い雲が4月・5月には7
月・8月の福岡では2倍以上，鹿児島では3倍くらい出
現している．すなわち，4・5月は真夏よりも厚い雲が
できやすい．ただし，1，000～2，000mの厚さの雲は7
～8月に最多で，冬の2倍くらい，2，000～4，000mの
厚さの雲も鹿児島では5～8月の暖候期に11・12・2月
の2～3倍の出現率である．（ただし，ゾンデ観測は9h
と21hだけであるから日中の資料は含まれていない）
（5）この雲厚と目降水量との関係では，やはり雲厚の
厚いほど降水量も多い傾向にあり，日降水量50mm以
上の場合はほとんど雲厚が4，000m以上であった．
1968年9月
387
（6）雲層数と日降水量との関係では，19mm以下の小
雨のときと60mm以上の大雨のとぎに単層の雲である
場合が多く，中間の並雨では数層の雲の場合のことがや
や多い．すなわち，弱い雨は一般に比較的薄い単層の雲
から，また強い雨は鉛直に発達した厚い単層の雲から降
り，中強度の雨は数層に重なった雲から降ることが相対
的に多いようである．
6．沈降性逆転と雲頂および前線性逆転と前線の傾斜
前線性逆転による雨の寒冷気内における降下は悪視程
と低シーリングを伴い，沈降性逆転層には薄い雲層やヘ
ィズ層を伴いやすい．また逆転層の高さや前線の傾きは
雲底・雲頂の高さを予想する資料等となる．
そこで，福岡と鹿児島のゾンデ資料から気温が高さと
共に上昇するか，等温の場合の上限を逆転層高度とし，
その高度における湿度が80％以上の場合を前線性逆転，
80％未満の場合を沈降性逆転と区別して300mb高度ま
でについて調べ，両者の季節別高度別出現度数分布図を
両地について図示すると，第6図と第7図のようになる．
（1）第6図の沈降性逆転では，西新と吉野の海抜高度
が違うので（吉野＝280m），接地逆転の出現高度や季節
別出現度数分布に両地間の差異がかなりある．たとえ
ば，接地逆転は西新が吉野の2倍以上出現する．
（2）900mb高度以上では両地間にあまり大ぎな差異
はなく，冬は800mb高度，秋には760mb高度，春は
700～820mb付近，夏は760～860mb高度くらいに沈降
性逆転が現われやすく，冬と秋はその特性が顕著である
が，春と夏はその出現高度がそれほど一定しない．
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第6図 福岡（実線）と鹿児島（破線）における
沈降性逆転層の高度分布
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九州における大気の構造と雲の性質
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第7図福岡（実線）と鹿児島（破線）における 前線性逆転層の高度分布
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（3）このため沈降性逆転のできているときの雲頂高度
は冬は800mb，春は800mbと700mb，秋は750mbく
らいの高度となりやすいことになり，第3節の（3）の異
常乾燥高度や第4節の雲頂高度の結果と符合する．
（4）第7図の前線性逆転においても，接地逆転はやは
り福岡に多い傾向にあるが，沈降性ほど大きな差異はな
く，冬は同’じくらいで両地点の海抜高度よりやや大ぎい
高度差がでているだけであり，夏と秋には福岡の方に多
い．ただし，春は福岡の前線性最下層逆転の高度がやや
高く，秋には鹿児島の高度がかなり高い傾向がある．
（5）冬には鹿児島が820mbと720mbに出現度数の
“』があるのに対し，福岡は780mbと660mbにあり，
両地間に400～600mくらいの高度差がある．
（6）春は両地とも接地逆転が不明瞭であるが，900mb
高度では大きな出現の山があり，次の山は鹿児島が720
mbに対し，福岡が620mbで両地ともその第2の山も
顕著で，両地間の高度差は1，200mくらいある．
（7）夏も本邦南岸沿いの梅雨前線の傾ぎとしてとる
と，鹿児島の860mbに対して福岡は760mb高度の山
となり，両地間の高度差は1，000mとなる．
（8）秋は目立った山はないが強いてとると，鹿児島の
740mbに対し福岡の640mb，および鹿児島の600mbに
対し福岡の480mbとなり，それぞれ1，000mと1，200m
くらいの高度差ということになる．
（9）以上の高度差は100mbが1，000mとしての概算
であるが，夏以外の季節では，鹿児島は720～740mb高
30
度と580～600mb高度にそれぞれ出現が多く，それに対
して福岡は620～660mb高度と480～500mb高度くらい
に山がある．
（10）この鹿児島における第1の前線性逆転の高度が
年間を通じて同じ3，000m付近に現われやすいというこ
とは，年間を通じて本邦南岸沿いの前線がほぽ同じ位置
にでぎ，冬から春にその傾向が顕著で，鹿児島までの前
線の傾斜は年間を通じて余り変化しないことを示す．
（11）一方，福岡の前線性逆転も春にいちばん顕著で
高度が高く，冬と秋はやや低いことから，一般には九州
本土上での前線の傾きは1／200くらいのゆるいものであ
るが，冬はなおゆるやかで6／2，000くらいとな：り，春の傾
ぎがいちばん大きく強くなりやすいことを推定させる．
（12）また，鹿児島の第2の逆転層が各季節とも600～
400mb高度に認められるのは，名瀬付近に南下し停滞す
ることの多い前線の場合の前線面と推定される．
（13）以上前線の傾きを前線が九州南岸沖に東西に伸
びている場合の経度方向だけの傾斜について論じたが，
実際は低気圧が東シナ海から近づくときなどの温暖前線
が五島方面から南東に向けて九州南岸沖に伸びている場
合もあるから，そのような場合が結果的に福岡・鹿児島
間の前線面高度の差を小さくしている影響もあることを
考慮しなければならない．
7． 層別気温逓減率による不安定層と雲厚
Aerological Dataの1956～60年における福岡と鹿児
島の5年平均，および比較のための1961～65年における
福岡の5年平均によって月別時別の3層間（900～800
mb，850～500mb，700～300mb）の気温差を図示する
と第8図下半のようになる．この図により気温逓減率の
日変化は鹿児島より福岡に大ぎい傾向があり，特に900
～800mb層において鹿児島が年の半分は日変化をほと
んど示さないのに対し，福岡は11月と12月を除くすべて
の月にかなりの日変化を示し，特に気温の高い6～9月
には0，5。～1，40Cも21hの方が大きい．
また，850～500mbと700～300mb間においても21h
は9hより0．50C前後大きい場合が多い．すなわち，こ
れらの層では9hより21hの方が不安定になりやすい．
この第8図で目立った特徴は2か月週期がきれいに出
ていることであり，特に850～500mbの福岡の逓減率に
顕著である．
なお，この層別気温逓減率の年変化は900～800mb間
では小さく，その振幅は2。C以下であるが，850～500
mb間では50Cくらいとなり，700～300mb間では7～
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1961～65年の福岡
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80Cで，1961～65年の福岡では1～4月間に10。C近く
も大きくなっている．この700～300mb間で1月の真冬
から4月の春にかけ急速に気温逓減率が増大し，福岡・
鹿児島とも年間でこの4月に逓減率が最大となることに
、は大きな関心が持たれる．しかも900～800mb層間では
3～4月が年間でいちばん逓減率が小さい．すなわち，
4月ごろは下層はいちばん安定化するが，中上層は最も
不安定化する時期ということになる．このことは九州で
の雷雲の特性等と一致し，4月ごろ中上層の寒気移流に
より特に強い鉛直不安定となることが多く，厚い高い雲
の発生が多くなり，熱雷以外の発雷や集中豪雨等がこの
時期に比較的に多いことをよく説明する．
これらの変化が1956～60年だけの現象であるかもしれ
ないという疑念に対して1961～65年の福岡の資料を加え
た．また，比較のため1，000～900mb，1，000～850mb，
1968年9月
589
および850～200mbの3層間についても年変化と日変化
を図示したものが第8図の上半である．
これによると，接地気層である1，000～900mb層の気
温差では1956～60年間および1961～65年間とも4月～10
月の高温期間は21hの方が逓減率は小さく，11月～3月
の低温期間は21hの方が大ぎい．すなわち，日出のおそ
い冬は9hの接地気温がまだ低いために9hは21hよ
り安定であるが，暖候期の9hには日射によって気温が
上昇しているころとなるので逆に9hの方が不安定にな
ることを示し，その傾向は1，000～850mb層をとづても
その両5年間とも同様である．
しかし，85Gmb以上の層では（850～500mbと700～
300mbおよび850～200mbの各層間とも）年間を通’じ
てすべて21hの方が9hより逓減率が大ぎい．これは
ゾンデの気温測器における日射の影響も多少あるのかも
しれないが，850mb以下の暖候期には21hの方がかな
り大幅に小さい逓減率を示す事実からして現実の日変化
もあると考えられ，850mb以上では21hの方が不安定
になると考えられる．すなわち，21hは下層が安定，中
上層が不安定であり，中上層の寒気移流による大規模な
対流が起こりやすいことを示し，九州本士上での強雨が
21hごろ出やすいこと等と符合する．
一方，最下層の1，000～900mb層および1，000～850
mb層においては両5年間とも4～6月に逓減率が小さ
く，特に21hに小さく安定である．このことは4～6月
の夜間から朝にかけ九州各地とも特に悪視程・低シーリ
ングの多いこととも一致し，この季節の大気最下層が逆
転層等も形成しやすい安定な成層条件にあり，夜から朝
にかけて強くなることと符合する．
8．福岡と鹿児島の0。C高度の比較
着氷は0。C層に近い過冷却水滴の雲中を飛ぶときが，
含水量多く水滴は大きいから多量に付着しやすい．この
ため，その0。C層の高度を高い精度で予報することが，
着氷予報上必要となる．そこで，基礎資料として福岡と
鹿児島における0。C層の出現高度の月別高度別出現率
分布図を求めると，第9図のようになる．
この図から5～9月の暖候期は両地ともおおむね正規
分布をなし，6～9月は福岡の方が鹿児島より20mbく
らい低い高度に0。C層が現われやすいことなどがわか
る．5月にはその差が最大となって50mbくらいとな
る．一方，10月～4月の寒候期には正規分布がくずれ，
第1の出現率（％）の山より80～140mb低い低層に第
2の山が現われやすく，特に福岡においてその傾向が顕
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福岡（実線）と鹿児島（点線）における00C層の月別高度別出現率（％）分布
著である．すなわち，寒気移流がきいたとき福岡では約
1，000m低い層にOOCが現われやすいのに対し，鹿児
島の方は11月のように500mくらい低いか2，000mも
低かったりしやすい傾向がある．また，この資料は春秋
の候に寒気移流による0。C高度変化の顕著なことが多
く，その影響は北部九州に顕著で，それに伴う0。C層
の高度変化も季節によりおおむね一定しやすい傾向にあ
ることを暗示する．一方，暖気移流によるOOC層の上
昇は1月と3月の冬期に現われている程度で寒気移流ほ
ど顕著でない．
かつ，福岡・鹿児島の高度差が4～5月に最も大きく
なりやすいことは第5節での雲厚の最大月や第6節（11）
の前線の傾き，および第7節の700～300mb層における
最大の不安定と一致し，4～5月の九州上空に気温傾
度・高度傾度の急な場合が現われやすいことを物語り，
強い不連続・強いシャー・強い不安定層の存在が多く，
雷や乱気流を始め局地的異常気象等を発生しやすい不安
定エネルギーの大きい場合が多いことを示すものと考え
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9． あとがき
以上から九州では冬は2，000m，夏は1，000m高度付
近に雲ができやすく，冬には5，000m以上に雲のできる
ことは10％以下しかないが，3～4，000mの雲は夏より
も春に多い．雲厚は冬や秋に薄く2～500mくらいのも
のが多く，4，000m以上の厚い雲は（9時と21時のゾン
デ資料では）福岡・鹿児島とも4～5月に最も多い．
また，4～5月は700～300mbの中上層が一番不安定
で，900～800mbの下層は一番安定である．前線性逆転
の高さの差からする九州上の前線の傾きも春に一番大ぎ
く，OOC高度の福岡・鹿児島間の高度差も4～5月に顕
著で大きい．これらは九州各地で4月の雷日数が3月や
5月の2倍あり，このころ強雨や乱気流・ひょう等の対流
性の局地的異常気象が比較的多く，地上では各空港とも
悪視程や低シーリングが多いことの原因となっている．
この調査には中尾陽子嬢の大きな協力を受けた．記し
て謝意を表する．
嘩天気”15．9，
