2007年学校ウィキペディアセレクション。 関連科目 気候・気象
2003年9月15日に国際宇宙ステーションから見たカテゴリー4のハリケーン・イザベルの目
目とは、強い熱帯低気圧の中心部に見られる、ほとんどが穏やかな天候の領域です。 台風の目は通常円形で、通常は直径25〜40マイル(40〜65km)です。 目の周りにはアイウォールがあり、ここでサイクロンの最も激しい天候が発生します。
基本的な定義
ハリケーン・ベッツィのアイの内部からの眺め。
眼球は、おそらく熱帯サイクロンの中で最も認識しやすい特徴です。 アイは、サイクロンの循環の中心にあるほぼ円形の領域で、雷雨の垂直な壁(アイウォール)に囲まれています。 強い熱帯サイクロンの場合、アイは風が弱く、空が澄んでいるのが特徴で、四方を対称的にそびえ立つアイウォールに囲まれています。 弱めの熱帯サイクロンでは、アイはあまりはっきりとしておらず、衛星写真で明るく見える高くて厚い雲の領域である中心密雲に覆われていることがあります。 また、弱い嵐や混乱した嵐の場合は、眼球を完全に包囲していない眼球壁や、激しい雨をもたらす眼球を持つこともあります。 しかし、すべての暴風雨において、アイは暴風雨の最低気圧の場所であり、海面上の気圧が最も低くなる場所である。
成熟した熱帯サイクロンの断面図で、目の周りの空気の流れを示す矢印があります。
構造
典型的な熱帯サイクロンには、通常、嵐の幾何学的中心に位置する約25マイル(40km)の目があります。 目は晴れていたり、点々とした低層雲があったり(晴眼)、低層雲や中層雲で満たされていたり(充眼)、中心部の密なオーバーキャストに隠れていたりします。 しかし、特に中心付近では風も雨もほとんどありません。
眼球は通常は非常に対称的ですが、特に弱まっている暴風雨では楕円形で不規則になることがあります。
通常は左右対称ですが、特に勢力が弱まっている台風では楕円形や不規則な形をしていることがあります。
2005年9月6日のこの写真に見られるように、ハリケーン・ネイトは雲で満たされた目を呈しています。
典型的な成熟した暴風雨は数十マイルの目を持ちますが、急速に強まった暴風雨は、ピンホールアイと呼ばれる非常に小さくはっきりとした円形の目を持つことがあります。
小さな眼(10nmi以下)は、しばしば眼球の交換サイクルを引き起こし、元の眼球の外側に新しい眼球が形成され始めます。
小眼球(大きさが10nmi以下)の場合、眼球の入れ替えサイクルが発生することがあります。 この結果、嵐は2つの同心円状の眼球を持つことになり、「眼の中の眼」と呼ばれています。 ほとんどの場合、外側のアイウォールは形成後すぐに収縮し、内側のアイを遮断して、より大きく安定したアイを形成します。 このプロセスは嵐を弱める傾向にありますが、古いアイウォールが消滅した後、新しいアイウォールがかなりの速さで収縮し、嵐が再び強まり、このプロセスが繰り返されることがあります。
目玉の大きさは、台風カルメンのように320kmのものから、ハリケーン・ウィルマのようにわずか2マイル(3km)のものまであります。 大きな目を持つ嵐が非常に強くなることは非常に稀ですが、特に環状ハリケーンでは発生します。
形成
温帯低気圧は、通常、熱帯地方の天候が乱れた大規模で無秩序な地域から形成されます。 より多くの雷雨が形成され、集まってくると、嵐はレインバンドを形成し、共通の中心の周りを回転し始めます。 嵐が強くなると、発達した嵐の回転中心から一定の距離に、より強い対流の輪が形成されます。 上昇気流が強くなると、より強い雷雨や大雨が発生するため、地表の気圧が低下し、サイクロンの上層部に空気が溜まり始めます。 その結果、上層の高気圧が形成され、中央の厚い雲の上に高気圧が形成されます。
2001年9月12日のハリケーン「エリン」の上空で観測されたオゾン量。 アイウォール(青とスミレの輪)では、地表から空気が急速に上昇しており、オゾンはほとんど存在していない。
しかし、蓄積された空気のごく一部は、外に向かって流れるのではなく、嵐の中心に向かって内向きに流れます。 これにより気圧はさらに上昇し、嵐の中心部では空気の重さが上昇気流の強さを打ち消すほどになります。
この過程には謎が多く、まだ解明されていません。
このプロセスには謎が多く、なぜ循環の中心ではなくその周りに対流の輪ができるのか、なぜ上層の高気圧が過剰な空気の一部を嵐の上に放出するだけなのか、科学者にもわかりません。
検出
目の形成は、ほとんどの場合、熱帯低気圧の組織化と強度の増加を示す指標です。
目がはっきりしている嵐の場合は、気象衛星からの写真を見るだけで目を発見することができます。
目がはっきりしている嵐の場合は、気象衛星の写真を見るだけで目を見つけることができますが、目が埋まっている嵐や、目が中央の濃い雲に完全に覆われている嵐の場合は、別の方法で検出する必要があります。 船舶からの観測やハリケーン・ハンターは、嵐の中心部での風速の低下や降雨量の不足などを確認することで、視覚的に目を特定することができます。 米国では、NEXRADドップラー・レーダー・ステーションのネットワークにより、海岸近くの目を検出することができます。 また、気象衛星には、大気中の水蒸気や雲の温度を測定する装置が搭載されており、これを利用して台風の目を見つけることができます。 さらに最近、科学者たちは、オゾンが豊富な成層圏から空気が沈み込むことにより、目の中のオゾンの量が眼球壁の中のオゾンの量よりもはるかに多いことを発見しました。
関連する現象
眼球交換サイクル
眼球交換サイクルは、同心円状眼球サイクルとも呼ばれ、一般的に風速115mph(185km/h)以上の強い熱帯サイクロンや、大型ハリケーン(cat 3以上)で自然に発生します。 熱帯低気圧がこのような強さの閾値に達し、眼球壁が収縮するか、あるいはすでに十分に小さくなっている場合(上記参照)、外側のレインバンドの一部が強化されて環状の雷雨になることがあります-外眼球はゆっくりと内側に移動し、内側の眼球から必要な水分と角運動量を奪います。 最も強い風はサイクロンの眼球壁にあるため、この段階では、内壁が外壁によって「窒息」させられるため、熱帯サイクロンは通常弱まります。
このプロセスの発見は、米国政府のハリケーン修正実験「Project Stormfury」が終了した原因のひとつとなりました。 このプロジェクトでは、アイウォールの外側に雲を播き、新しいアイウォールを形成させて嵐を弱めることを目的としていました。
ほとんどのハリケーンは、存在する間に少なくとも1回はこのようなサイクルを繰り返します。 1980年に発生したハリケーン・アレンは、目玉の交換を繰り返し、サファー・シンプソン・スケールでカテゴリー5とカテゴリー3の間を何度も行き来しました。 ハリケーン・ジュリエット(2001年)は、3つのアイウォールが記録された珍しいケースです。
moat
熱帯サイクロンの moat とは、アイウォールの外側、または同心円状のアイウォールの間にある明確な環のことで、ゆっくりと空気が沈み、降水はほとんど、またはまったくなく、ひずみが支配的な流れであることが特徴です。 目玉の間の堀は、急速なフィラメントゾーンの一例で、嵐の中で空気の回転速度が嵐の中心からの距離に比例して大きく変化する領域のことです。 このようなひずみが支配する領域は、十分な強さの渦の近くに見られる可能性がありますが、強い熱帯低気圧で最も顕著に見られます。
眼球の中渦
2005年10月19日午前8時22分(日本時間)に、NASAの国際宇宙ステーションの乗組員が地球から222マイルの上空で撮影したハリケーン・ウィルマの目の写真です。 当時、ウィルマは史上最強の大西洋のハリケーンで、風速は185mph(280km/h)近く、中心部の最低気圧は882mbarしかありませんでした。
目玉の中渦は、強い熱帯低気圧の目玉の中に見られる小規模な回転現象です。 原理的には、複数の渦を持つ竜巻でよく見られる小さな「吸引渦」に似ています。 この渦の中では、眼球の他の部分よりも風速が10%程度高くなることがあります。
眼球の中渦は、熱帯低気圧が強まっているときに多く見られますが、熱帯低気圧の中では珍しい行動をとることがあります。
眼窩中渦は、熱帯低気圧の中では珍しい挙動を示すことがあります。
Eyewall mesovorticesは、通常、低気圧中心の周りを回転しますが、時には静止していることもあり、さらには嵐の目を横切ることもあります。
眼窩内メソボルテックスは、熱帯サイクロンの上陸後に竜巻が発生する重要な要因となります。
眼窩のメソボルテックスは、熱帯低気圧の上陸後に竜巻を発生させる重要な要因です。 上陸時には、熱帯低気圧の循環と陸地との間に摩擦が生じます。
スタジアム効果
スタジアム効果とは、強い熱帯低気圧で時折見られる現象です。 これはかなり一般的な現象で、眼球の雲が高さに応じて地表から外側に向かってカーブしています。 これにより、眼球は上空から見ると、スポーツスタジアムのような開いたドームのように見えるのです。 これは、眼球内の上昇気流が角運動量の等しいアイソラインに沿って、高さに応じて外側に傾斜していくためである。
危険 目
目は嵐の中で最も穏やかな部分であり、中心部は無風で通常は晴れていますが、海の上では最も危険な場所です。 アイウォールの中では、風で動く波はすべて同じ方向に向かっています。 しかし、目の中心部では、あらゆる方向からの波が収束し、不規則な山ができ、それが互いに積み重なってローグウェーブを形成します。 ハリケーンの波の最大の高さは不明ですが、新しい研究によると、典型的なハリケーンの波の高さは100フィート(33m)に近いかもしれません。
特にハリケーンが珍しい地域でよくある間違いは、ハリケーンの目が通過している間に、住民が嵐が終わったと思って外に出て被害状況を確認することです。 そして、反対側の眼球の激しい風に完全に驚かされてしまうのです。 国立気象局では、台風の目が通過している間に避難所を離れることを強く推奨しています。
その他の暴風雨
公式に「眼」と呼ばれる構造を持つのは熱帯サイクロンだけですが、眼のような構造を持つ暴風雨は他にもあります。
温帯性暴風雨である2006年の北米ブリザードは、ピーク時には目のような構造を見せていました(ここではデルマーバ半島のすぐ東側に見られます)。
極低気圧
極低気圧は、北極付近に見られるメソスケールの気象システムです(通常、600マイルまたは1000kmより小さい)。 熱帯低気圧と同じように、比較的暖かい海の上で形成され、深い対流(雷雨)を伴うことがあり、強風以上の風(> 31 mph (50 km/h))が吹き荒れます。 しかし、熱帯性の嵐とは異なり、寒冷地や高緯度の地域で発生します。 また、大きさも小さく、期間も短い(1日程度のものは少ない)。
温帯低気圧
温帯低気圧とは、異なる気団の境界に存在する低気圧のことです。 中緯度で発生する嵐のほとんどは温帯性で、北米の典型的なノーイースターやヨーロッパの暴風雨などがこれにあたります。
亜熱帯暴風
亜熱帯暴風は、いくつかの温帯域外の特徴といくつかの熱帯域の特徴を併せ持つサイクロンです。 そのため、眼を持つこともありますが、真の熱帯性暴風ではありません。 亜熱帯低気圧は、強風と海面が非常に危険であり、しばしば真の熱帯低気圧に発展します。
竜巻
竜巻は破壊的な小規模の嵐で、地球上で最も速い風を発生させます。 竜巻には大きく分けて2つの種類があります。単一の回転する空気の柱からなる単一渦の竜巻と、ミニ竜巻のような小さな吸引渦が共通の中心を中心に回転する複数渦の竜巻です。 いずれの竜巻も、気象学者の間では「目」と呼ばれる穏やかな中心を持つという説がある。 これらの説は、ドップラーレーダーによる観測結果や目撃者の証言によって裏付けられています。