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地球規模の大気の流れ(エネルギー輸送)
 
ふっとうしてるよ〜 鍋とかやかんに水を入れ、ガスコンロなどで熱すると対流を起こしながら温まっていきます。このときのエネルギー源はガスコンロなどの熱です。地球の大気も低気圧や高気圧が来たり、台風が来たりなどして動いていますが、このような地球大気が運動するためのエネルギー源は、太陽からの光(放射)です。太陽光線が地球に当たる際には、平行光線として考えます。しかし、地球は「ほぼ球」であるため、高緯度の地域では太陽光線が斜めに当たるようになり、地球が太陽から受ける放射エネルギー(熱量)は赤道付近に比べて小さくなります。

ところで、あらゆる物体はその温度に比例して、赤外線の形で熱量を空間に放射しています。地球も宇宙空間に電磁波の形で熱量を放射しています。地球が宇宙空間に放射している熱量は、高緯度ほど小さくなりますが、緯度による差はそれほど大きなものではありません。

地球規模のエネルギーの流れ
(図1)地球規模のエネルギーの流れ
「大気」「海洋」の矢印で、太く長い矢印は南北熱輸送量が大きいことを表します。

話を元に戻しますが、太陽から受ける熱量は高緯度ほど小さいにもかかわらず、地球から出る熱量が緯度による差が少ないため、1年を通してみると、緯度40゜より高緯度の地域は、地球が受け取る熱量よりも地球から出ていく熱量の方が多くなります。緯度40゜より低緯度の地域では、その逆で地球が受け取る熱量の方が出ていく熱量よりも多くなっています。それならば、低緯度の地域には熱がたまり年々高温となり、高緯度の地域は冷え続け年々温度が低くなってもよさそうですが、そのようなことは起きていません。なぜかというと、海洋と大気が低緯度の余分な熱量を高緯度側に運んでいるからです。(図1)に地球規模でのエネルギーの流れを示しました。

大気も海洋も低緯度から高緯度に直接流れてもよさそうですが、少々複雑ですが規則性のある流れとなっています。それは、地球が「球」であり、太陽の周りを公転し、公転面に対し自転軸が少々傾いていて、大きな大陸があり、ヒマラヤのように高い山岳地帯があるからです。低緯度から高緯度への熱量の輸送の結果生じた平均的な流れのうち、大気の流れは大気大循環ともいっています。海洋では海流ができています。

話のはじめの方で、高気圧や低気圧、台風のことをいいましたが、これらは地球上のエネルギー分布のアンバランスを直そうとして生じた現象です。この中で生きている人間としては、台風や低気圧で大きな災害を受けなくてはならないのはしんどいですよね。しかし、避けられない事ならばその情報を早く察知して、その被害をいかに少なくするかが重要となります。天気予報があるのもそのためです。

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