熱帯収束帯

熱帯収束帯（ITCZ / ɪ tʃ / ITCH 、またはICZ）^[1]は、船乗りからは無風帯^[2]または単調な無風状態のため凪として知られており、北東貿易風と南東貿易風が収束する領域です。この帯は、地球の熱赤道付近を取り囲んでいますが、その位置は季節により変化します。地理的赤道付近にある場合は、近赤道トラフと呼ばれます。ITCZがモンスーン循環に引き込まれて合流する場所では、モンスーントラフと呼ばれることがあります（オーストラリアやアジアの一部でより一般的な用法）。

ITCZは、もともと1920年代から1940年代にかけて熱帯前線（ITF）として識別されていましたが、1940年代と1950年代に熱帯気象の発生における風の収束の重要性が認識された後、熱帯収束帯（ITCZ ）という用語が使用されるようになりました。^[3]

ITCZ は、赤道付近で地球を取り囲む雲の帯（通常は雷雨）として現れます。北半球では貿易風は北東から南西方向に移動し、南半球では南東から北西方向に移動します。ITCZ が赤道の北または南に位置する場合、これらの方向は地球の自転によって与えられるコリオリの力に応じて変化します。たとえば、ITCZ が赤道の北にある場合、南東貿易風は赤道を横切るときに南西風に変わります。ITCZ は、主に太陽熱によって引き起こされる雷雨の対流活動として現れる鉛直運動によって形成され、効果的に空気を引き込みます。これが貿易風です。^{[4] ITCZ は、事実上}ハドレー循環の上昇枝のトレーサーであり、湿っています。乾燥した下降枝は馬の緯度です。

ITCZ の位置は季節によって徐々に変化し、おおよそ熱赤道の位置に対応します。海洋の熱容量は陸上の空気よりも大きいため、移動は陸上でより顕著になります。収束帯がより明確に定義されている海洋上では、対流が海洋温度の分布によって制限されるため、季節サイクルはより微妙です。^[5]時には、赤道の北と南に 1 つずつある二重の ITCZ が形成され、通常はそのうちの 1 つがもう 1 つよりも強くなります。これが発生すると、2 つの収束帯の間に狭い高気圧の尾根が形成されます。

ITCZ は、一般的に貿易風が収束する赤道地帯として定義されています。降雨の季節性は、伝統的に太陽を追う ITCZ の南北移動に起因しています。これは赤道海域ではほぼ当てはまりますが、大陸では ITCZ と最大降雨量地域を切り離すことができます。^{[6] [7]}赤道陸域の降雨は、単に表面収束に反応しているだけではありません。むしろ、局所的な大気ジェットや波、海洋への近さ、地形による対流システム、水分の循環、土地被覆とアルベドの時空間的変動など、いくつかの地域的特徴によって調整されています。^{[6] [8] [9]}

南太平洋収束帯（ SPCZ）は、西太平洋の暖水プールから南東のフランス領ポリネシアに向かって伸びる、逆向きの、または西北西から東南東に揃ったトラフです。南半球の温暖期には赤道のすぐ南にありますが、特に国際日付変更線の東側では、より温帯の性質を持つことがあります。これはITCZで最大かつ最も重要な部分であると考えられており、夏季に近くの陸地からの熱への依存度がモンスーントラフの他の部分よりも低くなっています。^[10] 南東太平洋と南大西洋の南部ITCZはSITCZとして知られ、南半球では赤道の南3°から10°の間、西経140度子午線の東で、寒冷または中立のエルニーニョ南方振動（ENSO）パターンの間に発生します。 ENSOが温暖期（エルニーニョとも呼ばれる）に達すると、南米大陸沖の湧昇によって海面温度が低下した舌状部が消え、この収束帯も消滅します。 ^[11]

熱帯収束帯の位置の変化は、多くの赤道諸国の降雨量に劇的な影響を及ぼし、高緯度地域の寒冷期と温暖期ではなく、熱帯地域の雨季と乾季をもたらします。熱帯収束帯の長期的な変化は、近隣地域で深刻な干ばつや洪水を引き起こす可能性があります。

場合によっては、ITCZが狭くなることがあり、特に赤道から離れるときにその傾向が顕著になります。その場合、ITCZは赤道大気の前縁に沿った前線として解釈できます。 ^[12] ITCZに沿った雷雨活動には15〜25日の周期があるようですが、これはマッデン・ジュリアン振動（MJO）の波長のおよそ半分です。^[13]

ITCZ 内では、貿易風が吹き込む赤道の北と南の地域とは異なり、平均風はわずかです。赤道横断航海が一般的になるにつれ、18 世紀の船乗りたちは、風が穏やかで停滞しているか、または不活発であることから、 この無風帯を無風帯と名付けました。

熱帯低気圧の発生には、6 つの要件の 1 つとして低層の渦度が関係しており、ITCZ は風速と風向の変化のゾーン、つまり水平風せん断としてこの役割を果たします。ITCZ が熱帯および亜熱帯の緯度に、さらにはそれぞれの半球の夏季にさらにその先まで移動すると、コリオリの力が増大し、このゾーン内で熱帯低気圧が発生する可能性が高くなります。高緯度からの高気圧の急上昇により、その軸に沿った熱帯擾乱が強まる可能性があります。 ^[14] 北大西洋と北東太平洋では、熱帯波がITCZ の軸に沿って移動し、雷雨活動が増加し、弱い垂直風せん断下では雷雨のクラスターが発生する可能性があります。^[要出典]

帆船時代、風が船を海に進ませる唯一の有効な手段であった当時、この地域の暑く蒸し暑い気候で風が止まることは死を意味した。無風帯内の穏やかな期間は、船が数日または数週間座礁することもあった。^[15]今日でも、レジャーや競技用の船乗りは、不安定な天候と風のパターンにより予期せぬ遅延が発生する可能性があるため、できるだけ早くこの地域を横断しようと試みる。

2009年、熱帯収束帯に沿った雷雨がエールフランス447便の墜落事故の一因となった。同便はリオデジャネイロ・ガレオン国際空港からパリ近郊のシャルル・ド・ゴール空港へ向かう途中に墜落した。^[16]同機は熱帯収束帯の一連の大規模な雷雨の中を飛行中に墜落し、生存者はいなかった。また、対気速度センサーに急速に形成された氷が一連の人為的ミスの引き金となり、最終的に同飛行は失敗に終わった。これらのルートを飛行するほとんどの航空機は、大規模な対流セルを何事もなく回避することができる。

古気候プロキシに基づくと、ITCZの位置と強度は、先史時代に地球の気候の変化とともに変化しました。過去10万年以内に発生したハインリッヒ現象では、ITCZの南方移動が北半球ハドレーセルの強化と南半球ハドレーセルの弱体化と一致しました。ITCZは中期完新世に北方移動しましたが、後期完新世の日射量の変化に伴い南方に移動し、現在の位置に戻りました。ITCZは、過去1000年以内に収縮と拡大の期間も経験しています。 ^{[18] 1950年代以降に始まり1980年代まで続いたITCZの南方移動は、}気候モデルの結果に基づくと、北半球のエアロゾルによって引き起こされた寒冷化と関連していた可能性があります。その後、北半球と南半球の間の温度勾配の強制的な変化に伴い、北方へのリバウンドが始まりました。 ITCZの位置の変動は気候に大きな影響を与えた。例えば、ITCZの移動は1980年代にサヘル地域で干ばつを引き起こした可能性がある。 ^{[19] [20]}

地球温暖化の気候に応じて、大気対流がITCZの中心でより強くなり、より集中する可能性があり、その結果、ITCZの中心（降水が増幅される場所）と端（降水が抑制される場所）の間の降水量のコントラストが鮮明になります。大気の再解析では、太平洋上のITCZは少なくとも1979年以来狭くなり、強くなったことが示唆されており、これは衛星によって収集されたデータと現場での降水量測定と一致しています。ITCZフリンジの乾燥は、特に中緯度と亜熱帯の陸上で、それらの領域から外向きの長波放射の増加にも関連しています。ITCZのこの変化は、ITCZフリンジの下にある大西洋と太平洋内の塩分濃度の上昇と、ITCZの中央ベルトの下の塩分濃度の低下にも反映されています。 IPCC第6次評価報告書は、人為的な気候変動によるITCZの強化と狭小化に関する研究から「中程度の合意」を示した。^[20]

気候変動によるITCZの位置の地域的および地球規模の変化については不確実性が低く、古気候データとモデルシミュレーションでは、エアロゾル、火山活動、軌道変動による強制力の非対称性、およびモンスーンの変化と大西洋子午線循環に関連する不確実性に起因するコントラストが強調されています。結合モデル相互比較プロジェクトフェーズ5 （CMIP5）の一部として実行された気候シミュレーションでは、人為的な気候変動によるITCZの一貫した地球規模の移動は示されませんでした。対照的に、同じシミュレーションのほとんどでは、同じ規定条件下での狭まりと激化が示されています。ただし、結合モデル相互比較プロジェクトフェーズ6（CMIP6）のシミュレーションでは、人為的な気候変動に応じたITCZのいくつかの地域的な移動について、インド洋と東アフリカでの北方移動と東太平洋と大西洋での南方移動など、より高い一致が示されています。^[20]

無風状態は、サミュエル・テイラー・コールリッジの詩『老水夫の歌』 （1798年）でよく描写されており、ノートン・ジャスターの古典的児童小説『幽霊船乗り』 (1961年)の主人公の少年ミロの退屈と無関心の初期状態の比喩にもなっている。また、1939年の本『風と砂と星』にも引用されている。

• 熱帯収束帯の非対称性
• 化学赤道
• モンスーンの谷
• 馬の緯度
• 極前線
• 狂騒の40年代

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ウィキメディア・コモンズには、熱帯収束帯に関連するメディアがあります。

• サウスカロライナ大学経由のアフリカのITCZ
• 「雨の帯の変化」、サイエンティフィック・アメリカン（2011 年 3 月）
• Duane E. Waliser と Catherine Gautier、1993 年 11 月:「ITCZ の衛星による気候学」。J . Climate、6、2162–2174。