卓越風

気象学では、地球表面のある地域の卓越風とは、特定の方向から主に吹く地表風のことである。卓越風とは、任意の時点で地球表面の特定の地点で最も風速が高い風の方向の傾向である。ある地域の卓越風と優勢風は、地球の大気の地球規模の動きのパターンの結果である。^[1] 一般に、世界的に低緯度では風は主に東風である。中緯度では西風が優勢であり、その強さは主に極低気圧によって決まる。風が弱い傾向がある地域では、海風/陸風サイクルが卓越風の最も重要な原因であり、地形が変化する地域では山風と谷風が風のパターンを支配している。高度の高い地表は温暖な低気圧を引き起こし、それが環境の風の流れを増大させる可能性がある。

風配図は、卓越風の方向を表示するために使用されるツールです。卓越風を知ることで、グレートプレーンズなどの農地の風食を防ぐ戦略を立てることができます。海岸や砂漠地帯では、砂丘が卓越風の方向に対して垂直に向くことがあります。昆虫は卓越風とともに漂いますが、鳥の飛行は卓越風にあまり依存しません。山岳地帯の卓越風は、風上斜面が湿っている状態から風下斜面が砂漠のような状態まで、降雨量の大きな勾配につながる可能性があります。卓越風は、地球の不均一な加熱により変化する可能性があります。^{[説明が必要]}

風のバラは気象学者が使用するグラフィックツールで、特定の場所における風速と風向の分布を簡潔に表すために用いられる。極座標グリッドで表された風のバラは、特定の方向から吹く風の頻度を示す。円の周りの各スポークの長さは、各方向から風が吹く時間の割合と関係している。各同心円は異なる割合を表し、中心のゼロから外側に向かって増加する。風のバラ図には追加情報が含まれる場合があり、各スポークは風速の範囲を示す色分けされた帯に細分化されている。風のバラは通常、北 (N)、北北東、北東など8 または 16 の基本方向を示すが^[2]、最大32 方向に細分化されることもある。^[3]

貿易風（トレードウィンドとも呼ばれる）は、地球の赤道付近の熱帯地方、^[4]亜熱帯高気圧の赤道側で見られる東風の卓越パターンである。これらの風は、北半球では主に北東から吹き、南半球では南東から吹く。^[5]貿易風は、世界中の海洋で発生する熱帯低気圧 の進路を西に導く流れとして機能している。 ^{[6]貿易風はまた、アフリカの砂塵を西に大西洋を越えて}カリブ海や北米南東部の一部 に流す。 ^[7]

偏西風または卓越偏西風は、中緯度（すなわち緯度35度から65度の間）の卓越風であり、馬緯度の亜熱帯高気圧として知られる高気圧域の極側の地域に吹きます。^{[8] [9]}これらの卓越風は西から東に吹き、^[10]温帯低気圧をこの方向に導きます。風は、北半球では主に南西から、南半球では北西から吹きます。^[5]これらは、極低気圧が最も強いときなど、極上の気圧が低い冬に最も強く、極低気圧が最も弱く、極上の気圧が高い夏に最も弱いです。^[11]

偏西風は貿易風とともに、大西洋と太平洋を横断する帆船の往復貿易ルートを可能にした。偏西風は両半球で強い海流の発達につながるからである。偏西風は特に南半球で強くなることがある。南半球では中緯度に陸地が少なく、流れのパターンを増幅させて風速を遅くするからである。中緯度で最も強い偏西風は南半球内の南緯40度から50度の間、 「ロアリング・フォーティーズ」と呼ばれる。 ^[12]偏西風は、暖かい赤道の海水と風を大陸の西海岸に運ぶ重要な役割を果たしており、^{[13] [14]}特に南半球は海洋が広大なためその役割が重要である。

偏西風は、北ワシントン州からアラスカ州にかけての北アメリカ沿岸西部が冬季に雨が多くなる理由を説明しています。非常に冷たい陸地と比較的暖かい海洋との間の太陽からの熱の差により、陸地上に低気圧が発生します。その結果、太平洋から東に湿気を多く含んだ空気が流れ込み、沿岸部で頻繁に暴風雨と風が発生します。この湿気は東に流れ続けますが、海岸山脈、カスケード山脈、シエラネバダ山脈、コロンビア山脈、ロッキー山脈によって地形的に上昇し、雨陰効果を引き起こし、これらのシステムの東への浸透とそれに伴う降雨が制限されます。この傾向は夏に逆転し、陸地の強い加熱によって高気圧が発生し、太平洋からの湿気を多く含んだ空気が陸地に到達するのをブロックする傾向があります。これが、冬季に大量の降雨があるにもかかわらず、北アメリカ沿岸西部の高緯度地域で夏が乾燥している理由を説明しています。^{[8] [9]}

極偏東風（極ハドレー風とも呼ばれる）は、北極と南極の極高気圧の高圧域から高緯度の偏西風内の低圧域に向かって吹く、乾燥した冷たい卓越風である。貿易風のように偏西風とは異なり、これらの卓越風は東から西に吹き、弱く不規則であることが多い。^[15]太陽の角度 が低いため、極で冷たい空気が蓄積して沈降し、地表に高圧域が形成され、赤道に向かって空気が流出する。^{[16]その流出は}コリオリの力によって西に偏向される。

風の流れが弱い地域では、海風と陸風がその場所の卓越風の重要な要因となる。海は比熱が大きいため、陸よりも深いところまで太陽の光で暖められる。^[17] そのため、海は陸よりも熱を吸収する能力が高く、海面は陸地よりもゆっくりと温まる。陸地の表面温度が上昇すると、陸地はその上の空気を暖める。暖かい空気は密度が低いため上昇する。陸地上のこの上昇する空気によって、海面気圧が約 0.2% 低下する。海面気圧が高くなった海上の冷たい空気は、気圧の低い陸地に向かって流れ、海岸近くに冷たい風を作り出す。

海風の強さは、陸地と海の温度差に正比例する。沖合に8ノット（時速15km）の風が吹いている場合、海風は発達しにくい。夜間は、比熱差により陸地は海よりも早く冷え、昼間の海風は消散する。陸上の気温が沖合の気温よりも低くなると、水面上の気圧は陸地よりも低くなり、陸風がそれに対抗するほど強くない限り、陸風が確立される。^[18]

高所では、地面の加熱が海抜同じ高度の周囲の空気の加熱を上回り、その地形上に関連する低気圧が発生し、本来存在するはずの低気圧が強化され、^{[19] [20]その地域の風の循環が変わります。環境の風の流れを著しく妨げる起伏のある}地形がある地域では、風が方向を変えて風の障害物と平行に加速することがあります。このバリアジェットにより、低層の風が 45% 増加します。^{[21]山岳地帯では、気流の局所的な歪みがより深刻です。ギザギザの地形が組み合わさって、}ローター などの予測できない流れのパターンと乱気流が発生します。空気が丘を越え谷を下るにつれて、強い上昇気流、下降気流、渦が発生します。風向は地形によって変わります。山脈に峠がある場合、速度と圧力の間に反比例関係があることを示すベルヌーイの定理により、風はかなりの速度で峠を駆け抜けます。風下の平地では、気流が乱れ不安定な状態が一定距離続くことがあります。このような状況は上昇中や下降中の飛行機にとって危険です。^[22]

丘陵斜面は昼間に暖まり、夜間に冷えるため、海風と陸風の関係と同様に、昼夜で気流に変化が生じる。夜間、丘陵斜面は熱の放射によって冷える。丘陵に沿った空気は冷たくなり、密度が増し、重力に引かれて谷に吹き下ろされる。これを山風という。斜面が氷と雪で覆われている場合、山風は日中に吹き、冷たく密度の高い空気を暖かく不毛な谷に運ぶ。雪に覆われていない丘陵斜面は日中に暖められる。暖められた斜面に接触した空気は暖かく密度が低くなり、上り坂に流れる。これを流向風または谷風という。^[23]

地形性降水は、山の風上側で発生します。これは、山の尾根を横切る大規模な湿った空気の流れによる上昇気流によって引き起こされ、断熱冷却と凝結を引き起こします。世界の山岳地帯では、一定の風（貿易風など）にさらされているため、風下側よりも風上側の方が通常、より湿潤な気候になります。地形性上昇気流によって水分が除去され、雨陰が見られる下降し一般的に温暖な風下側には乾燥した空気（フェーン風を参照）が残ります。^[24]

南アメリカでは、アンデス山脈が太平洋からの湿気を遮り、アルゼンチン西部の風下で砂漠のような気候を作り出しています。^[25]シエラネバダ 山脈は北アメリカで同様の効果を生み出し、グレートベースンとモハーベ砂漠を形成しています。^{[26] [27]}

昆虫は卓越風に流されるが、鳥は独自の進路をたどる。^[28]そのため、収束風に関連する気象レーダー画像内の細い線パターンは、昆虫の帰還によって占められている。 ^[29]グレートプレーンズ では、農地の風食が大きな問題であり、主に卓越風によって引き起こされている。このため、この種の風食を最小限に抑えるために防風帯が開発されてきた。この帯は、土壌の尾根、作物帯、作物の列、または防風の役割を果たす木の形をとることができる。最も効果的になるように、それらは風に対して垂直に向けられている。^{[30]海岸や}砂漠 地帯など、植生が最小限の地域では、横方向の砂丘は卓越風の方向に対して垂直に向き、縦方向の砂丘は卓越風と平行に向いている。^[31]

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