気象学

気象学における擾乱(じょうらん)の定義と分類

気象学における擾乱(じょうらん)の定義と分類
気象学における「擾乱(じょうらん)」の定義、発生原理、および空間的・時間的規模による分類について解説します。

📌 主なポイント

  • 擾乱とは、大気の規則的な状態が乱れ、局所的な変化を示す現象を指す。
  • 大気中の力学的または熱力学的な不安定を解消しようとする運動として発生する。
  • 時間的・空間的規模により、マイクロスケールから惑星スケールまで階層的に分類される。

気象学における擾乱(じょうらん、英語: disturbance)とは、周囲の大気場(速度、圧力、温度、湿度など)の規則的あるいは均衡的な状態が乱れ、局所的に顕著な変化を示す大気の領域や現象を指します。気象庁の定義によれば、大気中の流れの乱れや、低気圧およびその発生が予想される領域などを総称して「じょう乱」と呼びます。

気象衛星GOESが撮影した水蒸気画像
気象衛星GOESが撮影した水蒸気画像。大気中の複雑な流れと擾乱の様子が確認できる。

発生原理

擾乱は、大気中に力学的あるいは熱力学的な不安定が生じた際に、その状態を解消しようとする過程で発生します。大気は常に流動していますが、大規模な流れ(定常状態)の中に、時間的・空間的に小さな乱れとして現れます。例えば、偏西風波動において気圧の谷や尾根が形成される過程は、大気の力学的不安定を解消するための運動であり、これによって高気圧や低気圧といった擾乱が生成されます。

小川に現れたカルマン渦
小川に現れたカルマン渦。流体における渦の発生は、大気擾乱のメカニズムを理解する上での視覚的な例えとして用いられる。

規模による分類

擾乱は、その時間的・空間的規模によっていくつかの階層に分類されます。一般に、時間的規模が大きい擾乱ほど空間的規模も大きくなる傾向があります。

  • マイクロスケール:つむじ風や熱泡など、数秒から1時間程度の現象。
  • メソスケール:積乱雲による雷雨や竜巻など、数時間程度の現象。
  • 総観スケール高気圧、低気圧、熱帯低気圧など、数日から数週間に及ぶ現象。
  • 惑星スケール:超長波やロスビー波など、数ヶ月単位で持続する大規模な現象。
台風
台風は総観スケールに分類される代表的な気象擾乱の一つである。

よくある質問

気象学における「擾乱」とはどういう意味ですか?
周囲の大気場の均衡が乱れ、局所的に顕著な変化を示す大気の領域や現象のことです。低気圧やその発生が予想される領域も含まれます。
なぜ擾乱が発生するのですか?
大気中に力学的または熱力学的な不安定が生じた際、その不安定な状態を解消しようとする運動として発生します。
擾乱の規模にはどのようなものがありますか?
数秒単位のマイクロスケールから、数ヶ月単位の惑星スケールまで、時間的・空間的な規模に応じて階層的に存在します。

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参考文献

気象庁「じょう乱」『気圧配置 気団・前線・気圧配置・天気図・気圧計の発達、移動に関する用語』