風は地球の表面を横切る空気の動きであり、ある場所と別の場所との間の気圧差によって生成されます。風の強さはそよ風からハリケーンの強さまでさまざまで、ビューフォート風力計で測定されます。
風は発生する方向から名前が付けられます。たとえば、西風とは、西から東に向かって吹く風です。風速は風速計で測定され、その方向は風向計で決定されます。
風は気圧の違いによって発生するので、風を学ぶ上でもその考え方を理解することが重要です。気圧は、空気中に存在する気体分子の動き、サイズ、および数によって作成されます。これは、気団の温度と密度によって異なります。
1643 年、ガリレオの学生であるエヴァンジェリスタ トリチェリは、採掘作業で水とポンプを研究した後、気圧を測定する水銀気圧計を開発しました。現在、同様の機器を使用して、科学者は通常の海面気圧を約 1013.2 ミリバール (表面積 1 平方メートルあたりの力) で測定できます。
圧力勾配力と風に対するその他の影響
大気内には、風の速度と方向に影響を与えるいくつかの力があります。しかし、最も重要なのは地球の引力です。重力が地球の大気を圧縮すると、風の原動力である気圧が発生します。重力がなければ、大気圧も気圧も存在しないため、風もありません。
空気の移動を引き起こす実際の力は、圧力勾配力です。気圧と圧力勾配力の違いは、入射する太陽放射が赤道に集中するときの地球表面の不均一な加熱によって引き起こされます。たとえば、低緯度でのエネルギー余剰のために、そこの空気は極での空気よりも暖かくなります。暖かい空気は密度が低く、高緯度の冷たい空気よりも気圧が低くなります。これらの気圧の違いは、空気が高気圧と低気圧の間を絶えず移動するため、圧力勾配力と風を生み出すものです。
風速を示すために、高気圧と低気圧の間にマッピングされた等圧線を使用して、気圧勾配が天気図にプロットされます。遠く離れたバーは、緩やかな気圧勾配と弱い風を表しています。接近しているものは、急な気圧勾配と強風を示しています。
最後に、コリオリの力と摩擦は両方とも、地球全体の風に大きな影響を与えます。コリオリの力により、風は高気圧と低気圧の間の直線経路からそらされ、摩擦力により風が地表を通過する際に減速します。
上層の風
大気の中には、さまざまなレベルの空気循環があります。ただし、対流圏中部および上部のそれらは、大気全体の空気循環の重要な部分です。これらの循環パターンをマッピングするために、上気圧マップは基準点として 500 ミリバール (mb) を使用します。これは、海抜高度が 500 mb の気圧レベルの地域でのみプロットされることを意味します。たとえば、海の上では 500 mb は大気中 18,000 フィートになる可能性がありますが、陸上では 19,000 フィートになる可能性があります。対照的に、地上の天気図は、固定された標高 (通常は海面) に基づいて気圧差をプロットします。
500 mb レベルは風にとって重要です。なぜなら、気象学者は上層の風を分析することで、地表の気象条件についてより多くのことを知ることができるからです。多くの場合、これらの上層の風は、地表での天候と風のパターンを生成します。
気象学者にとって重要な 2 つの上層風パターンは、ロスビー波とジェット気流です。ロスビー波は、冷たい空気を南に、暖かい空気を北にもたらし、気圧と風に違いをもたらすため、重要です。これらの波はジェット気流に沿って発達します。
ローカルおよび地域の風
低層と高層の世界的な風のパターンに加えて、世界中にはさまざまな種類の局地的な風があります。ほとんどの海岸線で発生する陸海風はその一例です。これらの風は、陸上と水中の空気の温度と密度の違いによって引き起こされますが、沿岸の場所に限られています.
山谷のそよ風は、別の局所的な風のパターンです。これらの風は、山の空気が夜間に急速に冷やされて谷に流れ込むときに発生します。さらに、谷間の空気は日中急速に熱を帯び、斜面を上って午後のそよ風を作り出します。
局地的な風の他の例としては、南カリフォルニアの暖かく乾燥したサンタアナ風、フランスのローヌ渓谷の冷たく乾燥したミストラル風、アドリア海の東海岸の非常に寒く、通常は乾燥したボラ風、北のチヌーク風などがあります。アメリカ。
風はまた、大規模な地域規模で発生する可能性があります。このタイプの風の一例はカタバ風です。これらは重力によって引き起こされる風であり、高度の高いところで密集した冷たい空気が重力によって丘を下って流れるときに、谷や斜面を流れ落ちるため、排水風と呼ばれることもあります。これらの風は通常、山谷風よりも強く、高原や高地などの広い地域で発生します。カタバ風の一例は、南極大陸とグリーンランドの広大な氷床から吹き飛ばされる風です。
東南アジア、インドネシア、インド、オーストラリア北部、赤道アフリカで見られる季節的に変化するモンスーン風は、たとえばインドだけではなく、熱帯のより広い地域に限定されるため、地域風の別の例です。
風が局所的、地域的、または地球規模であるかどうかにかかわらず、それらは大気循環の重要な構成要素であり、広大な地域を横切る風の流れが天候、汚染物質、およびその他の空気中のアイテムを世界中に移動させることができるため、地球上の人間の生活に重要な役割を果たしています.
