3 気圧と風

今回は気圧と風の関係についてです。

 前回の授業の最後で、気圧とは空気の重さであることを指導しました。そこで最初 に気圧を、単位面積あたりの空気の柱=「気柱」を用いて説明しました。
(つまり、気柱の高さが高い=高圧部、気柱(の高さ)が低い=低圧部)
 気柱が高ければ重いわけですから、当然空気はバランスをとるために重い方(=高 圧部)から軽い方(低圧部)に移動します。移動するための力が気圧傾度力にな るわけです。
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    | |    __
    | |    | |
    | | 気 | |
    | | 圧 | |
    | | 傾 | |
    | | 度 | |
    |重| 力 |軽|
    |  →→→  |
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 では風は気圧傾度力の通り動くかというと、実際には北半球の上空では、風は気圧 傾度力に対し、直角右向きに観測されてしまいます。これは、地球が自転しているた めに、回転する観測者から見ると、(北半球では)運動方向と直角右向きに転 向力(コリオリの力)という見かけの力が生じるためです。この転向力の説明は、 ボール紙の円盤を用いてごく簡単にやりました。
 結局上空&北半球では、気圧傾度力と転向力が釣り合って、低圧部を左に見るよう に等圧線に平行に吹く風となります。これを地衡風といいます。

 地上では風は等圧線と平行にならず、交わってしまいます。これは地上では摩擦力が生じるためです。つまり気圧傾度力に釣り合う力が、転向力・摩擦力の合力となるわけです。摩擦力は運動を妨げる力ですから、その向きは風の吹いていく向きと逆です。このため、風は低圧部を左に見ながら、等圧線とある角度で交わるように吹くことになりま す。この角度は摩擦が大きいほど大きくなるため、海上で小さく、陸上で大きくなる わけですね。

 地上の風の吹き方は、大気の渦である高気圧・低気圧に密接に関わるので、次回は これについての説明になります。


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