メソスケール気象学

メソスケール気象学は、水平スケールが約5 キロメートル (3マイル)から数百キロメートルまでの気象システムとプロセスを研究する学問です。これは、総観規模システム (1,000 km 以上) よりは小さいですが、マイクロスケール(1 km 未満) よりは大きいです。小さい方では、嵐規模の現象 (個々の雷雨の大きさ^[¹^] ) が含まれます。メソスケール気象システムの例としては、海風、スコールライン、メソスケール対流複合体などがあります。

中規模気象システムでは、上昇気流の浮力による加速や狭い山道を通過する際の加速など、非静水圧的なプロセスにより、鉛直速度が水平速度と同等またはそれ以上になることがよくあります。

分類

1800年代後半から1900年代初頭にかけての初期の気象観測ネットワークでは、高気圧や低気圧などの大規模な総観規模のシステムの移動や発達を検出することができました。しかし、より小規模で潜在的に危険な気象現象は、まばらな観測ネットワークでは十分に捉えられませんでした。1900年代半ばに気象レーダーが登場し、雷雨の挙動に関する理解が深まったことで、既存のマイクロスケール気象学と総観スケール気象学の分野で研究されているスケールの間の現象を研究する必要性に対する認識が高まりました。 ^[²^]「メソスケール」という用語は、 1951年にマサチューセッツ工科大学のMGH Ligdaが、そのようなスケールでの現象を研究する必要性を提案したことに由来します。^[²^]^[³^]

レーダーは、微視的気象学的研究や総観気象学的研究のいずれにも該当しない大気圏の構造と挙動に関する有用な情報を提供するものと期待されている。我々は既にレーダーによって、単一の観測地点からは観測できないほど大規模でありながら、区分的な総観図にも表せないほど小規模な降水現象が、疑いなく重要な規模で発生していることを観測している。このような規模の現象は、メソ気象現象と呼ぶにふさわしいだろう。

— MGH Ligda、「レーダー嵐観測」、気象学要覧（1951）^{[ 4 ]}

サブクラス

メソスケール気象学は、数キロメートル以上の大きさで、初期の標準化された天気図で使用された観測ネットワークで解像できるよりも小さい気象現象を広く扱っています。^{[ 5 ]}メソスケール領域は、関連する気象システムの大きさに基づいて、これらのサブクラスに分けられることがよくあります。^{[ 6 ]}

メソアルファ（meso-α） –前線、スコールライン、メソスケール対流系（MCS）、熱帯低気圧など、総観スケールのより小さな端にある現象の 200～2000 km スケール。^[⁶^]
メソベータ（メソβ） –メソサイクロン、海風、湖水効果雪嵐などの20～200km規模の現象。^[⁶^]メソスケールは、特にメソβスケールを指すことが多い。^[⁷^]
メソガンマ（meso-γ） –雷雨の対流、複雑な地形の流れなど、2～20 km スケールの現象（ミクロスケールのより大きな端）

なお、熱帯低気圧と亜熱帯低気圧は、国立ハリケーンセンターによってメソスケールではなく総観規模に分類されています。^{[ 8 ]}

個々の雷雨の大きさの特徴は、非公式には「嵐規模」とも呼ばれ、通常はメソガンマですが、時にはメソベータ^{[ 9 ]}またはマイクロスケールです。

ダイナミクス

発達する雲のアニメーション — 垂直方向の動きは、多くのメソスケール現象において顕著に見られる。

メソスケール過程は、総観規模の過程に比べてロスビー数が比較的大きいという特徴があります。したがって、メソスケール現象に関係する短い距離では、大気過程の形成における地衡平衡と地球の自転の重要性は、総観規模の現象に比べて小さいです。^[¹⁰^]これは、メソスケール範囲の小さい方の端で特に当てはまります。^[¹¹^]^:⁸メソスケールでは地球の曲率が小さいため、メソスケール現象を診断するために使用される物理モデルでは、コリオリ周波数が一定であると仮定されることがよくあります。^[¹⁰^]それにもかかわらず、コリオリ力は無視できないものであり、大気浮力の影響に匹敵します。^[⁷^]

大規模な乱流と渦も、メソスケール気象学において大きな役割を果たしている。^{[ 10 ]}空気の鉛直方向の動き（しばしばオメガで表される）は、総観規模よりもメソスケールの方が大きく、気圧分布はメソスケールにおける風の挙動に影響を受ける傾向がある（総観規模ではその逆である）。^{[ 7 ]}多くのメソスケール現象では、空気の鉛直方向の加速度が十分に大きいため、計算において静水圧平衡を仮定することはできない。これは、鉛直方向の寸法が水平方向の寸法とほぼ等しい現象によく当てはまる。^{[ 11 ]}^{: 9}

メソスケール境界

総観規模の前線解析と同様に、メソスケール解析では、現象を説明するために、メソスケールの寒冷前線、温暖前線、閉塞前線を使用します。天気図では、メソスケール前線は総観規模の前線よりも小さく、隆起や尖った部分が2倍多く描かれます。米国では、天気解析でメソスケールの前線を使用することに反対があり、前線表記として、流出境界のラベルが付いた包括的なシンボル（トラフシンボル）が使用されるようになりました。^{[ 12 ]}

参考文献

↑ NOAA用語集の「嵐の規模」の項目
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↑藤田 1986、p.23 。
↑ Ligda, Myron GH (1951). "レーダーによる嵐の観測".気象学概論. pp. 1265–1282 . doi : 10.1007/978-1-940033-70-9_103 . ISBN 978-1-940033-70-9。{{cite book}}ISBN /日付の不一致（ヘルプ）
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藤田 TT (1986). 「メソスケール分類：その歴史と予報への応用」Ray, PS (編)『メソスケール気象学と予報』ボストン：アメリカ気象学会、pp. 18–35。

[1] NOAA用語集の「嵐の規模」の項目

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[FOOTNOTEFujita198623-3] 藤田 1986、p.23 。

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[8] 「NHC用語集」

[9] David Babb; Lee M. Grenci (2019). "メソスケールの細分化" .ペンシルベニア州立大学.

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[12] ロス、デイビッド。「統一表面解析マニュアル」（PDF）。水文気象予測センター。 2006年10月24日取得。

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分類

サブクラス

ダイナミクス

メソスケール境界

関連項目

参考文献

関連するトピック

気象

総観規模

マイクロスケール

) が含まれます。メソスケール気象システムの例としては、海風