竜巻の発生
メソサイクロンの中では、上昇気流の部分や下降気流の部分も回転している。下降気流は周囲に向かって流れ出しているが
、この気流と南東の風とがぶつかると、ガストフロント (Gust front) と呼ばれる、寒冷前線に類似した気流の衝突面が形
成される。ガストフロントは、スーパーセル以外の積乱雲でも発生することがある。
先述のとおり、冷たい空気(下降気流)と暖かく湿った空気(「湿暖気流」と呼ぶこともある)がぶつかるところでは上昇
気流が発生するが、ここで何らかの原因によって上昇気流が回転することで、竜巻が発生する。このような条件はガストフ
ロントの近くで整うことが多いため、ガストフロントの近くで強い上昇気流があるところに竜巻が発生する。
気流の衝突によって、ガストフロント周辺の地面付近の大気は、ウインドシアと呼ばれるような、狭い範囲の中で風向や風
速が大きく異なる状況となる。すると、小規模で短命の気流の渦が多数、現れては消えることを繰り返す。このような多数
の渦のうち、ごく少数の渦が発達して竜巻に成長するのではないかと考えられている。この渦の発達のきっかけは詳しく解
明されておらず、気象学や流体力学の観点から研究が行われている。
現在のところ、発達のきっかけとして、「上昇気流が急激に強まること」だという説がある。スーパーセル内でメソサイク
ロンが発達して中心部の大気中層の気圧が下がると、その下の大気下層では上向きの気圧傾度力が強まって、上昇気流が急
激に強まる。この上昇気流と前述の小規模で短命な渦が重なると、渦に対して上向きの吸引力が働き、渦の幅が狭まると同
時に風速も増し、コンパクトで強力な渦が形成されて竜巻となるという考え方である。このような条件は、メソサイクロン
の気流が回転している中心部にできやすいが、これはスーパーセルの雲の位置的な中心とは異なるため、スーパーセルの雲
の端のほうに竜巻ができることも珍しくない。
スーパーセル以外の積乱雲の場合、上昇気流が強まる要因はあまりなく、ウインドシアによって偶然、水平方向に回転する
渦が発達すると竜巻になると考えられている。そのため、竜巻の発生域は限られており、発生頻度も低く、勢力もスーパー
セルよりは劣るものが多い。ただ、スーパーセルでなくとも被害をもたらすような竜巻はあるので、警戒が必要である。
竜巻は、雲底からゾウの鼻状に垂れ下がる漏斗雲を伴うことが知られている。これは竜巻に巻き込まれた空気中の水蒸気が
急激な気圧低下により凝結して生じる。従って、空気が乾燥していたり竜巻が弱い場合は漏斗雲を伴わないことも珍しくな
いうえ、夜間や豪雨中に発生した場合は漏斗雲を確認できないことも多い。
ちなみに、竜巻の渦は、上空から発達して地上に伸びてゆく場合と、地上付近から発達し始めて次第に上空まで伸びてゆく
場合がある。上空から発達するものは、上空にある渦が下降気流などによって地上に延長してきてできる。地上から発達す
るものは、地上にある渦が上昇気流に乗って急速に上空に延長してできる。
これに対して、ほとんどの漏斗雲は、親雲の下端部からでき始めて次第に地上付近まで延びる。この違いは、竜巻の渦が、
気圧傾度力が大きい地上付近から発達するのに対し、漏斗雲は気圧が低くなることで膨張・冷却されて凝結して形成される
ため、より湿度が高く気温が低い上空から下のほうへと発達していくことが原因だと説明されている。
普通の風(=傾度風)は気圧傾度力とコリオリ力、遠心力の3者が釣り合って吹くことが知られているが、竜巻の場合は水平
スケールでの規模が極端に小さいため、気圧傾度力と遠心力のみを考慮した旋衡風の考え方が適用できる。すなわちコリオ
リ力を考えなくても良いため、竜巻には時計回り・反時計回りの両方が存在している。ただし、メソサイクロンを伴う竜巻
の場合、メソサイクロンと同じく北半球では反時計回り、南半球では時計回りが多い。
『ウィキペディア(Wikipedia)』引用
岡山県美作市で大きな竜巻があり、被害が出た模様です。
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