フェレル循環
中緯度の大気大循環
フェレル循環︵フェレルじゅんかん、英語: Ferrel circulation︶とは、緯度30度付近で下降し緯度60度付近で上昇するループをもつ対流圏中緯度の大気大循環。西寄りの偏西風が吹く[1][2]。19世紀にアメリカの気象学者ウィリアム・フェレルによって理論付けられたため、この名が付いた[3]。
解説
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地球の大気は、18世紀にジョージ・ハドレーが考えたように赤道で温められて上昇した空気が北極・南極で下降する大きなループ循環とはなっておらず、赤道で上昇した空気は緯度30度付近に現れる中緯度高圧帯で下降し地上で貿易風となって赤道に戻り︵ハドレー循環︶、両極で下降した空気は地上の極東風として緯度60度付近に現れる高緯度低圧帯に収束した後上昇し両極に戻る︵極循環︶。この間の中緯度帯には、中緯度高圧帯で下降し地上で偏西風となって高緯度低圧帯に収束した後上昇し中緯度高圧帯に戻るループがあって、フェレル循環として見い出される[4][2]。
すなわち、フェレル循環は高温側で下降し低温側で上昇する﹁間接循環﹂の構造をもつ。これは高温側で上昇して低温側で下降する﹁直接循環﹂の構造をもつハドレー循環や極循環に対比される[4]。
直接循環たるハドレー循環や極循環では低緯度︵高温側︶から高緯度︵低温側︶への熱の輸送を循環そのものが担う︵熱源や冷却源に直接駆動される︶一方、フェレル循環では主に傾圧不安定波である偏西風波動が熱の輸送を行う︵南北の温度差が大きいほど波動が発達し熱の輸送量が大きくなる︶[5][6]。
また、貿易風や熱帯収束帯、極偏東風や極低気圧は強弱があるもののほぼ通年天気図上で解析できるが、偏西風、中緯度高圧帯や高緯度低圧帯は季節や1年間の緯線に沿う平均で解析され、1日1日で見ると中緯度では温帯低気圧の東進に伴い気圧配置や風向が日々変動し、偏西風は絶えず南北に波を打つ形となっている[4][7]。温帯低気圧の構造上、暖域︵南側︶では移流した寒気の下降、寒域︵北側︶では移流した暖気の上昇運動があるが、長期間平均するとこれが寄与する形で中緯度高圧帯や高緯度低圧帯が解析される。このような機構から、フェレル循環は﹁見かけ上の循環﹂と解説する資料もある[2]。
なお、温度風の関係により偏西風の風速は上空ほど大きい。対流圏界面直下にあるその極大部はジェット気流と呼ばれる[7][2]。
脚注
編集参考文献
編集- 田中博『地球大気の科学』共立出版〈現代地球科学シリーズ〉、2017年。ISBN 978-4-320-04711-2。
- 小倉義光 『一般気象学』第2版、東京大学出版会、1999年 ISBN 978-4-13-062706-1
- 岩槻秀明 『最新気象学のキホンがよ〜くわかる本』第2版、秀和システム、2012年 ISBN 978-4-7980-3511-6