台風の発達と衰弱

台風はなぜ発達するのか

台風が発達するメカニズムは次のとおりです。

台風のエネルギー源は、水蒸気が凝結するときに放出される潜熱です。台風は暖かい海面上で大量の水蒸気を吸い上げ、その水蒸気が積乱雲の中で凝結して雲や雨になるときに潜熱を放出します。この潜熱が台風の中心部の気温を周囲よりも高くし(暖かいコアを形成し)、中心の気圧を下げる効果をもたらします。

中心気圧が下がると気圧傾度力が強まり、より多くの空気が台風の中心に向かって吹き込みます。この吹き込む風が暖かい海面から多量の水蒸気を受け取り、それが再び凝結して潜熱を放出するという、正のフィードバックが形成されます。このサイクルによって台風は発達していきます。

この正のフィードバックのメカニズムは、CISK(第2種条件付き不安定、Conditional Instability of the Second Kind)あるいはWISHE(風によって誘起される海面からのエンタルピー(熱)交換、Wind-Induced Surface Heat Exchange)と呼ばれる理論で説明されています。

台風はなぜ衰弱するのか

台風は次のような条件のもとで衰弱します。

海面水温の低い海域に移動した場合:台風のエネルギー源は暖かい海面からの水蒸気供給ですから、海面水温が低い海域に移動すると水蒸気の供給が減少し、エネルギーの補給が不十分になり衰弱します。一般に海面水温が26〜27℃を下回ると台風を維持するのが難しくなるといわれています。

陸上に上陸した場合:台風が上陸すると、海面からの水蒸気の供給が断たれるため急速に衰弱します。また、陸上の地形による摩擦力が海上よりもはるかに大きいため、風速が低下し、台風の構造が崩れていきます。

上層の風のシアが大きい環境に入った場合:台風が中緯度に移動すると、偏西風の影響で上層と下層の風向・風速差(鉛直シア)が大きくなります。強い鉛直シアは台風の暖かいコアの構造を傾け、壊してしまうため、台風は衰弱します。

温帯低気圧に変わる場合:中緯度に移動した台風は、前線を伴い始め、やがて温帯低気圧に変わります。これを温帯低気圧化(または温低化)といいます。台風が温帯低気圧に変わっても、必ずしもすぐに衰弱するとは限りません。温帯低気圧としてのエネルギー源(南北の温度差による有効位置エネルギー)を得て再発達することもあるため、台風から変わった温帯低気圧に対しても注意が必要です。

台風の進路

台風の進路は、大気の大規模な流れの場によって決まります。特に台風を流す主な流れは対流圏中層の風(500hPa面付近の風)です。

台風は発生直後は太平洋高気圧(亜熱帯高圧帯)の南縁を回り込むように西進〜北西進します。これは貿易風や太平洋高気圧の縁辺の流れに乗っているためです。

太平洋高気圧の西端付近に達すると、台風は転向して北東方向に向きを変えます。この転向点を転向点(転進点)といいます。転向後は偏西風に乗って北東方向に加速しながら進みます。

台風の進路にはベータ効果(惑星渦度効果)も関係しています。台風自身が持つ循環と惑星渦度の緯度変化の相互作用によって、台風は北西方向にゆっくりと移動する傾向があります(ベータドリフト)。

予報円

台風情報でよく耳にする予報円について説明します。予報円は、台風の中心が到達すると予想される範囲を円で示したものです。台風の中心が70%の確率でこの円の中に入ると予想されている範囲です。

ここで注意しなければならないのは、予報円は台風の大きさ、つまり暴風域の大きさを表しているのではないということです。単に台風の中心が70%の確率でその範囲内に入ると予想されているだけのことなのです。予報円が大きいほど進路の予報に不確実性が大きいことを意味します。

高潮

台風や発達した低気圧が海岸に近づくと、海面が異常に上昇する現象が起きることがあります。これを高潮(たかしお)といいます。高潮は2つの効果の組み合わせで発生します。

吸い上げ効果:台風の中心付近は気圧が非常に低くなっています。気圧が低いということは、大気が海面を押す力が弱いということです。気圧が1hPa低くなると海面は約1cm上昇します。たとえば台風の中心気圧が950hPaで周囲の気圧が1013hPaであれば、気圧差63hPaに相当する約63cmの海面上昇が起きます。

吹き寄せ効果:台風による強い風が海岸に向かって吹くと、海水が岸に向かって吹き寄せられ、海面が上昇します。特に、V字型の湾(東京湾や伊勢湾、大阪湾のような形状)では、吹き寄せられた海水が湾奥に集中するため、海面上昇が著しく大きくなります。

1959年の伊勢湾台風では、吸い上げ効果と吹き寄せ効果が重なり、伊勢湾奥で3.5mを超える高潮が発生し、甚大な被害をもたらしました。

高潮は満潮の時期と重なるとさらに危険度が増します。台風の接近と大潮の満潮が重なった場合には、非常に大きな高潮被害が発生する可能性があります。

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