目（サイクロン）

目は熱帯低気圧の中心にある、ほとんどが穏やかな天候の領域です。嵐の目はほぼ円形の領域で、通常、直径30〜65キロメートル（19〜40マイル、16〜35海里）です。それは、サイクロンの中で最も厳しい天候と最高風が発生する、そびえ立つ雷雨の輪であるアイウォールに囲まれています。サイクロンの最低気圧は目で発生し、嵐の外部の気圧よりも15パーセントも低くなることがあります。^[1]

強い熱帯低気圧では、目は風が弱く、空が晴れ、四方をそびえ立つ対称的な眼壁に囲まれているのが特徴である。弱い熱帯低気圧では、目ははっきりせず、中央の厚い雲に覆われることがある。これは、衛星画像では明るく映る高く厚い雲の領域である。弱いまたはまとまりのない嵐では、目壁が目を完全に取り囲んでいなかったり、激しい雨を特徴とする目を持つこともある。しかし、すべての嵐において、目は気圧計の読み取り値が最も低い場所である。^{[1] [2]}

典型的な熱帯低気圧は、その中心に直径約30～65  km (20～40マイル) の目を持つ。目は晴れている場合や点在する低層雲がある場合 (晴れた目)、低層雲と中層雲で覆われている場合(満ちた目)、または中央の厚い雲に隠れている場合がある。しかし、特に中心付近では風や雨はほとんどない。これは、嵐の最も強い風を含む眼壁の状況とはまったく対照的である。^[3]熱帯低気圧の仕組みにより、目とその真上の空気は周囲よりも暖かい。^[4] 

通常は非常に対称的ですが、特に弱まりつつある嵐では、目は長楕円形で不規則になることがあります。大きくて不規則な目は、断片化して見える非円形の目であり、熱帯低気圧が弱まっているか弱まっていることを示しています。開いた目は、円形の目ですが、眼壁が目を完全に取り囲んでいない目であり、これも弱まって水分が不足している低気圧、または弱いが強まっている低気圧を示しています。これらの観察結果は両方とも、ドヴォラック解析によって熱帯低気圧の強度を推定するために使用されます。^[5]眼壁は通常は円形ですが、三角形から六角形までの明確な多角形の形状が時々発生します。^[6]

典型的な成熟した嵐の目は数十マイルの広さがありますが、急速に激化する嵐では、非常に小さく、透明で、円形の目が形成されることがあり、これはピンホール目と呼ばれることもあります。ピンホール目を持つ嵐は、強度が大きく変動する傾向があり、予報官に困難とフラストレーションをもたらします。^[7]

直径 10海里(19  km、12 mi)未満の小さな目は 、しばしば眼壁の交換サイクルを引き起こし、新しい眼壁が元の眼壁の外側に形成され始めます。これは、内側の眼の外側 15 km から数百 km (10 マイルから数百マイル) の範囲で発生する可能性があります。その後、嵐は 2 つの同心円状の眼壁、つまり「目の中の目」を形成します。ほとんどの場合、外側の眼壁は形成後すぐに収縮し始め、内側の眼を締め付けて、はるかに大きくて安定した眼を残します。交換サイクルは発生すると嵐を弱める傾向がありますが、古い眼壁が消滅した後、新しい眼壁はかなり速く収縮し、嵐が再び強まる可能性があります。これにより、眼壁の交換という別の再強化サイクルが引き起こされる可能性があります。^[8]

目の大きさは、直径370km（230マイル）（台風カルメン）^[9]から、わずか3.7km（2.3マイル）（ハリケーン・ウィルマ） ^[10]までさまざまです。大きな目を持つ嵐が非常に激しくなることはめったにありませんが、特に環状のハリケーンでは発生します。ハリケーン・イザベルは、記録された歴史の中で11番目に強力な北大西洋ハリケーンであり、数日間にわたって65～80km （40～50マイル）の広い目を維持しました。^[11]  

熱帯低気圧は、通常、熱帯地方の大規模で無秩序な気象の乱れから発生します。雷雨がさらに発生して集まると、嵐は共通の中心の周りを回転し始める雨帯を発達させます。嵐が強くなると、発達中の嵐の回転中心から一定の距離に、より強い対流のリングが形成されます。より強い雷雨とより激しい雨はより強い上昇気流の領域を示すため、地表の気圧が低下し始め、サイクロンの上層に空気が溜まり始めます。^[12]その結果、上層高気圧、つまり中央の厚い雲の上方にある高気圧領域が形成されます。その結果、この溜まった空気のほとんどは、熱帯低気圧の上空で高気圧のように外向きに流れます。形成される目の外側では、大気の上層にある高気圧がサイクロンの中心に向かう流れを強め、空気を目の壁に向かって押し、正のフィードバックループを引き起こします。^[12]

しかし、蓄積された空気の一部は、外側に流れるのではなく、嵐の中心に向かって内側に流れます。これにより、空気圧がさらに高まり、空気の重さが嵐の中心の上昇気流の強さに対抗するようになります。嵐の中心で空気が下降し始め、ほとんど雨が降らない領域、つまり新たに形成された目が形成されます。^[12]

このプロセスの多くの側面は謎のままである。科学者たちは、対流のリングが循環の中心の上ではなく周囲に形成される理由や、上層の高気圧が嵐の上方の余分な空気の一部だけを排出する理由を知らない。目が形成される正確なプロセスについては多くの理論が存在するが、確実にわかっているのは、熱帯低気圧が高風速を達成するには目が必要であるということだけだ。^[12]

目が形成されることは、熱帯低気圧の組織化と強さが増していることを示す兆候であることがほとんどです。このため、予報官は発達中の嵐を注意深く監視し、目が形成される兆候を探します。^{[引用が必要]}

目がはっきりしている嵐の場合、目の検出は気象衛星からの写真を見るのと同じくらい簡単です。しかし、目がいっぱいの嵐、または中心の厚い雲に完全に覆われている嵐の場合は、他の検出方法を使用する必要があります。船舶やハリケーンハンターからの観測では、嵐の中心の風速の低下や降雨量の不足を探すことで、視覚的に目を正確に特定できます。米国、韓国、およびその他のいくつかの国では、NEXRAD ドップラー気象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できます。気象衛星には、大気中の水蒸気と雲の温度を測定する機器も搭載されており、これを使用して形成中の目を特定できます。さらに、科学者は最近、オゾンが豊富な成層圏から空気が下降するため、目のオゾンの量が目の壁の量よりもはるかに多いことを発見しました。オゾンに敏感な機器は、上昇気流と下降気流を観測する測定を行い、衛星画像でその形成を判定する前に、眼の形成の兆候を提供します。^[13]

ある衛星調査では、嵐ごとに平均30時間にわたって目が検出されることがわかりました。^[14]

アイウォールの置換サイクルは、同心円状のアイウォールサイクルとも呼ばれ、一般に風速185  km/h (115  mph) を超える強烈な熱帯低気圧、または大型ハリケーン(サファー・シンプソン ハリケーン スケールでカテゴリー3以上) で自然に発生します。熱帯低気圧がこの強度に達し、アイウォールが収縮するか、すでに十分に小さい場合 (上記を参照)、外側の降雨帯の一部が強化され、雷雨のリング (外側のアイウォール) に組織化されることがあります。外側のアイウォールはゆっくりと内側に移動し、内側のアイウォール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アイウォールにあるため、熱帯低気圧は通常、この段階で弱まります。これは、内側の壁が外側の壁によって「窒息」するためです。最終的に、外側のアイウォールが内側のアイウォールを完全に置き換え、嵐が再び激化する可能性があります。^[8]

このプロセスの発見は、米国政府のハリケーン修正実験プロジェクト「ストームフューリー」の終焉の一因となった。このプロジェクトは、ハリケーンの眼壁の外側に雲を撒き、新たな眼壁を形成して嵐を弱めることを目的とした。これがハリケーンの力学による自然なプロセスであることが判明すると、プロジェクトはすぐに中止された。^[8]

研究によると、激しいハリケーンの53％は、その存続期間中に少なくとも1回のこのようなサイクルを経験する。^{[15] 1980年の} ハリケーン・アレンは 、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 4の状態の間を何度も変動しながら、アイウォールの交換サイクルを繰り返した。一方、ハリケーン・ジュリエット（2001年）は、トリプルアイウォールの記録された事例である。^[15]

熱帯低気圧の堀とは、眼壁の外側、または同心円状の眼壁の間にある、沈降（ゆっくりと沈下する空気）とほとんどまたは全く降水がないという特徴を持つ、明確なリングのことである。堀の中の空気の流れは、伸張とせん断の累積的な影響によって支配されている。眼壁の間の堀は、嵐の中心からの距離に比例して空気の回転速度が大きく変化する嵐の中の領域であり、これらの領域は急速な糸状化帯としても知られている。このような領域は、十分な強さの渦の近くに潜在的に見られるが、強い熱帯低気圧で最も顕著である。^[16]

眼壁中渦は、激しい熱帯低気圧の眼壁に見られる小規模な回転現象である。原理的には、多重渦竜巻でよく見られる小さな「吸引渦」に似ている。^[17]これらの渦では、風速が眼壁の他のどの部分よりも速くなることがある。^[18]眼壁中渦は、熱帯低気圧が激化する時期に最もよく見られる。^[17]

熱帯低気圧では、眼壁中渦が異常な挙動を示すことがよくあります。通常は低気圧の中心の周りを回転しますが、静止したままになることもあります。眼壁中渦が嵐の目を横切ることも記録されています。これらの現象は、観測的に、^[19]実験的に、^[17]理論的に記録されています。^[20]

熱帯低気圧の上陸後に竜巻が発生する主な要因は、眼壁のメソ渦です。メソ渦は個々の対流細胞や上昇気流（メソサイクロン）に回転を生じさせ、竜巻活動を引き起こします。上陸時には、熱帯低気圧の循環と陸地の間に摩擦が生じます。これによりメソ渦が地表まで下降し、竜巻が発生します。^[21]境界層内のこれらの竜巻循環は、激しい熱帯低気圧の眼壁の内側でよく見られますが、持続時間が短くサイズが小さいため、頻繁に観察されることはありません。^[22]

スタジアム効果は、強い熱帯低気圧で見られる現象です。これはかなり一般的な現象で、眼壁の雲が高度とともに地表から外側にカーブします。これにより、上空から見ると眼はスポーツスタジアムに似た外観になります。眼は常に嵐の上部で大きくなり、嵐の下部で最も小さくなります。これは、眼壁内の上昇気流が等角運動量の等線に沿っており、高度とともに外側に傾斜しているためです。^{[23] [24] [25]}

目のような構造は、熱帯低気圧が強まるとよく見られる。ハリケーンや台風に見られる目と似ており、対流がない嵐の循環中心にある円形の領域である。目のような特徴は 、サファー・シンプソンスケールでカテゴリー1の強さの熱帯暴風雨やハリケーンが強まると最もよく見られる。例えば、ハリケーンベータでは、最大風速がわずか80  km/h (50  mph) でハリケーンの勢力をはるかに下回っていたときに、目のような特徴が見られた。^{[26]この特徴は通常、宇宙からの}可視波長や赤外線波長では見えないが、マイクロ波衛星画像では簡単に見ることができる。^[27]大気の中層での発達は完全な目の形成に似ているが、垂直風せん断により特徴が水平方向にずれることがある。^{[28] [29]}

目は（少なくとも陸上では）嵐の中で最も穏やかで静かな部分であり、中心部には風がなく、空は通常晴れているが、海上では最も危険な場所である可能性がある。目の壁では、風で動かされた波はすべて同じ方向に進む。しかし、目の中心部では、波はあらゆる方向から収束し、不規則な波頭を形成し、互いに積み重なって巨大な波になる可能性がある。ハリケーンの波の最大の高さは不明だが、カテゴリー4のハリケーンだったハリケーン・アイヴァン の測定では、目の壁近くの波は山から谷まで40メートル（130フィート）を超えたと推定されている 。^[30]

特にハリケーンがめったに発生しない地域でよくある間違いは、穏やかなハリケーンが通過する間に住民が家の外に出て被害状況を調べようとするが、反対側のハリケーンの壁で激しい風が吹いて不意を突かれるというものである。^[31]

正式には「目」と呼ばれる構造を持つのは熱帯低気圧だけですが、目のような特徴を示す気象システムは他にもあります。^{[1] [32]}

極低気圧は、通常直径1,000 km (600 mi) 未満の中規模の気象システムで、極地付近で見られる。熱帯低気圧と同様に、比較的暖かい海域で発生し、深い対流と強風以上の風を特徴とする。しかし、熱帯性の嵐とは異なり、はるかに寒い気温とはるかに高い緯度で発生する。また、小さく、持続期間も短く、1日以上続くものはほとんどない。これらの違いにもかかわらず、熱帯低気圧と構造が非常によく似ており、透明な目とそれを囲む眼壁、雨と雪の帯を特徴とする。^[33]  

温帯低気圧は、異なる気団の境界に存在する低気圧の領域です。中緯度で発生する嵐のほとんどは温帯性であり、典型的な北米の北東風やヨーロッパの暴風も含まれます。これらの最も激しいものは、最低気圧の場所に明確な「目」を持つことがありますが、通常は下層の非対流雲に囲まれており、嵐の最後尾付近に見られます。^[34]

亜熱帯低気圧は、温帯低気圧の特徴と熱帯低気圧の特徴を併せ持つ低気圧です。そのため、亜熱帯低気圧は、本来は熱帯性ではないものの、中心を持つことがあります。亜熱帯低気圧は非常に危険で、強風や高波を引き起こし、しばしば熱帯性低気圧に進化します。このため、国立ハリケーンセンターは、 2002 年に亜熱帯性暴風雨を命名体系に含めるようになりました。^[35]

竜巻は破壊的な小規模の嵐で、地球上で最も速い風を生み出します。竜巻には主に2つの種類があります。1つは単一の回転する空気柱で構成される単一渦竜巻、もう1つは小さな「吸引渦」で構成される多重渦竜巻で、それ自体がミニ竜巻に似ており、すべて共通の中心の周りを回転しています。どちらのタイプの渦にも静かな目があると考えられています。これらの理論は、気象レーダーによるドップラー速度の観測と目撃者の証言によって裏付けられています。^{[36] [37]}特定の単一渦竜巻は、中心の渦の近くで比較的澄んでおり、モバイルレーダーで見られる弱いdBZ (反射率)リターンで確認でき、風速が遅いことも示されています。^[38]

NASAは2006年11月、カッシーニ宇宙船が土星の南極に固定された「ハリケーンのような」嵐と、はっきりとした眼壁を観測したと報告した。眼壁の雲はこれまで地球以外の惑星では見られなかったため、この観測は特に注目に値するものであった（ガリレオ宇宙船による木星の大赤斑の眼壁の観測の失敗も含む）。^{[39] 2007年、}欧州宇宙機関のビーナス・エクスプレス・ミッションにより、金星の両極にある非常に大きな渦が双極子の眼構造を持つことが観測された。^[40]

• 熱帯低気圧の概要
• 最大風の半径
• レイネックス
• 高潮
• アイウォール交換サイクル

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この音声ファイルは、2023年5月22日付のこの記事の改訂版から作成されたもので、その後の編集は反映されていません。 ( 2023-05-22 )

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• 大西洋海洋気象研究所
• カナダハリケーンセンター: ハリケーン用語集