熱帯低気圧の降雨気候学

熱帯低気圧の降雨気候学は、過去の熱帯低気圧の降雨特性を判定するために開発されました。熱帯低気圧の降雨気候学は、現在または今後の熱帯低気圧の影響を予測するために使用できます。熱帯低気圧の降雨影響の程度は、移動速度、嵐のサイズ、垂直風せん断の程度によって異なります。熱帯低気圧による最も重大な脅威の 1 つは、大雨です。大きく、ゆっくりと移動し、せん断されていない熱帯低気圧は、最も激しい雨を降らせます。熱帯低気圧の強度は、陸上の降雨量にはほとんど影響を及ぼさないようですが、過去数年間の衛星測定では、より強度の高い熱帯低気圧ほど、水上の降雨量が著しく多いことが示されています。熱帯低気圧による洪水は、特に低地で、依然として死亡者の大きな原因となっています。

洪水の発生を予測する

熱帯低気圧では内陸部の洪水がよく起こりますが、熱帯低気圧による降雨量が過剰になる要因もあります。ハリケーン・ダニー（1997年）やハリケーン・ウィルマで見られたようなゆっくりとした動きは、多量の降雨につながる可能性があります。メキシコ、ハイチ、ドミニカ共和国、中央アメリカ、マダガスカル、レユニオン、中国、日本の大半に見られるように、海岸近くに山や丘陵があると、山への強制的な上り坂の流れによって降雨量が増大します。ハリケーン・フロイドのときのように、偏西風とそれに伴う寒冷前線を通過する気圧の谷からの強い上層の力は、平均的な前進運動をしているシステムであっても多量の降雨につながる可能性があります。大型の熱帯低気圧は、平均的または小型の熱帯低気圧よりも長い時間にわたって1か所に降り注ぐため、降雨量が多くなります。これらの要因のうち2つが組み合わさると、中央アメリカでのハリケーン・ミッチのときに見られたように、特に壊滅的な被害をもたらす可能性があります。^[1] 2005年のシーズン中、ゆっくりと移動するハリケーン・スタンの広範囲にわたる循環に関連した洪水により、1,662～2,000人が死亡しました。^[2]

熱帯低気圧内の一般的な分布

アイザック・クラインは、1900年代初頭に熱帯低気圧周辺の降水量分布を初めて調査した人物である。彼は、中心（または目）の通過後よりも中心より前方に降る降水量の割合が多く、最も高い割合が右前方の象限に降ることを発見した。キューバのビニェス神父は、熱帯低気圧の中には、訓練中の（移動していない）流入帯内の後方象限に最も高い降水量を示すものがあることを発見した。 ^[3] 通常、熱帯低気圧が強まるにつれて、その中心周辺に激しい降水量がより集中するようになる。^{[4]降水量は、中心から1度以内の熱帯低気圧の}目壁であれ中央の濃い雲であれ、中心の中心部で最も多く、中心から離れるほど少なくなることが判明している。^[5]熱帯低気圧の降水量のほとんどは、強風（時速34ノット/時速39マイル、時速63キロメートル）の半径内に集中している。^[6] 熱帯低気圧の中心付近では夜間に降雨量が多くなります。陸上では、外側の帯状の雲が日中の加熱時に活発になり、低気圧の中心への流入を制限する可能性があります。最近の研究では、熱帯低気圧内の降雨量の半分は層状性であることがわかっています。^[7] 右の図は、1954年にリールが作成したもので、強風半径約140マイル（230 km）、かなり対称的な低気圧を想定した気象方程式を使用しており、地形の影響や垂直風せん断は考慮されていません。地形によっては、局所的な量がこの図の2倍になることがあります。風せん断により、表に示されている量よりも少なくなる傾向があります。

嵐の大きさとの関係

大型の熱帯低気圧は雨よけが大きく、低気圧の中心から遠いほど降雨量が多くなります。^[6] これは通常、小型の低気圧と比較した場合、大型の低気圧では1か所に降雨が降る時間枠が長いためです。大型の嵐と小型の嵐の間に見られる降雨量の違いの一部は、小型の低気圧と比較して大型の熱帯低気圧内の降雨量のサンプル数が多いことによる可能性があります。言い換えれば、この違いは統計的な問題の結果である可能性があります。

降雨量のゆっくりとしたループの動き

数日にわたってゆっくりと移動する、つまりループする嵐は、いくつかの国で降雨量が最も多くなる原因となる。リールは、成熟した熱帯低気圧の中心から 0.5 度、つまり 35 マイル (56 km) 以内では、1 日あたり 33.97 インチ (863 mm) の降雨量が予想されると計算した。多くの熱帯低気圧は 10 ノットの速度で前進するため、この過剰な降雨の持続時間は約 1/4 日に制限され、降雨量は約 8.50 インチ (216 mm) となる。これは、海岸線から 100 マイル (160 km) 以内の水上、^[8]および地形の外側で当てはまる。サイクロンが内陸部に移動し、暖かさと湿気の供給源 (海洋) から遮断されると、熱帯低気圧とその残骸による降雨量は急速に減少する。^[9]

降雨シールドに対する垂直風せん断の影響

垂直風せん断により、熱帯低気圧の周りの降雨パターンは極めて非対称になり、降雨のほとんどはせん断ベクトルの左側と風下に降ります。つまり、ダウンシアレフトです。言い換えると、南西のせん断により、降雨の大部分が中心の北北東に押しやられます。^[10] 風せん断が十分に強い場合、降雨の大部分は中心から離れ、露出循環中心と呼ばれる場所に移動します。これが発生すると、熱帯低気圧による降雨の潜在的な規模は大幅に減少します。

前線境界/上層の谷との相互作用の影響

熱帯低気圧が上層の気圧の谷やそれに関連する地表前線と相互作用すると、上層の気圧の谷の軸の前方の前線に沿って、はっきりとした北側の降水域が見られる。このタイプの相互作用により、熱帯低気圧の進路に沿って左側に最も激しい降雨が見られ、降水は熱帯低気圧の風下数百マイルまたは数キロメートルにわたって流れ落ちる。^[11] 熱帯低気圧を巻き込む上層の気圧の谷が強くなるほど、降雨分布の進路左へのシフトがより顕著になる傾向がある。^[7]

山

沿岸の丘陵や山脈の斜面を上昇する湿った空気は、沿岸平野よりもはるかに激しい降雨をもたらす可能性があります。この大雨は地滑りを引き起こす可能性があり、中央アメリカでハリケーン・ミッチが発生した際に見られたような、依然として多くの死者を出す原因となっています。

グローバルな配信

世界的に見ると、熱帯低気圧による降雨は南半球よりも北半球で多く見られます。これは主に、熱帯低気圧の半分から3分の2が赤道の北で発生するという、年間の熱帯低気圧の通常の分布によるものです。降雨量は両半球とも15度線付近に集中しており、北半球では緯度による降雨量の減少はそれほど急ではありません。これは、北半球で見られるより強い暖流により、熱帯低気圧が赤道の南よりも高緯度で熱帯性の性質を維持することができるためです。^[12]南半球では、降雨の影響は1月から3月の間に最も多く見られますが、赤道の北半球では、熱帯低気圧による降雨の影響は6月から11月の間に多く見られます。^[7] 日本は、降雨量の半分以上を台風が占めています。^[13]

米国の熱帯低気圧降水量統計

1970年から2004年の間、米国では内陸部の洪水が熱帯低気圧関連の死者の大半を引き起こしていた。^[14]この統計は2005年に変化し、ハリケーン・カトリーナの影響だけで、熱帯低気圧の最も致命的な側面が、歴史的に強い熱帯低気圧の最も致命的な側面であった高潮に戻った。 ^[15] 平均して、少なくとも熱帯低気圧の強さの5つの熱帯低気圧が毎年米国本土全体に降雨をもたらし、米国南東部の年間降雨量の約4分の1を占めている。これらの嵐の多くは大西洋盆地で発生するが、一部のシステムまたはその残骸は東太平洋盆地からメキシコを通過する。大西洋流域からアメリカ本土48州に影響を及ぼす熱帯低気圧の平均降水量は約16インチ（410 mm）で、その70～75%が24時間以内に降ります。最高降水量は2017年のハリケーン・ハービーのときに観測され、テキサス州南東部で60.58インチ（1,539 mm）が降りました。^[16]

参照

印刷メディア

アイヴァン・レイ・タネヒル。 ハリケーン。 プリンストン大学出版局：プリンストン、1942年。
ハーバート・リール著 『熱帯気象学』 McGraw-Hill Book Company, Inc.: ニューヨーク、1954年。
テリー・タッカー。 ハリケーンにご注意！ ハミルトン・プレス：バミューダ、1966年。

参考文献

^ 「準備はできていますか?」連邦緊急事態管理庁。2006年4月5日。2006年6月29日時点のオリジナルよりアーカイブ。2006年6月24日閲覧。
^ 「デニス、カトリーナ、リタ、スタン、ウィルマが嵐の名前のリストから「引退」、2017年12月24日にWayback Machineにアーカイブ。」NOAA。 2008年6月14日閲覧。
^ タネヒル1942
^ EB Rodgers および RF Adler。衛星受動型マイクロ波放射計から判定した熱帯低気圧の降雨特性。^{[ permanent dead link ‍ ]} 2008 年 4 月 16 日に取得。
^ リール1954
^ ab Corene J. Matyas. 熱帯低気圧の降雨パターンと嵐の規模の関係。2006-10-25にWayback Machineでアーカイブ。2007-02-14に取得。
^ abc David M. Roth. 熱帯低気圧降雨量プレゼンテーション (2007 年 7 月)。2016 年 3 月 4 日にWayback Machineにアーカイブ。2007 年 7 月 19 日に取得。
^ Russell Pfost. 熱帯低気圧の降水量予測。2006 年 12 月 31 日にWayback Machineにアーカイブ。2007 年 2 月 25 日に取得。
^ Roth, David M (2022年5月12日). 「北大西洋と北東太平洋の熱帯低気圧とその残余物による州別の最大降雨量（1950～2020年）」。熱帯低気圧の降雨量。米国気象予報センター。 2023年1月6日閲覧。この記事には、パブリックドメインであるこのソースからのテキストが組み込まれています。
^ Shuyi S. Chen、John A. Knaff、Frank D. Marks, Jr. TRMM から推定された熱帯低気圧の降雨量非対称性に対する垂直風シアーと嵐の動きの影響。2007 年 11 月 29 日にWayback Machineにアーカイブ。2007 年 3 月 28 日に取得。
^ Norman. W. Junker. ハリケーンと極端な降雨。2006年2月13日閲覧。
^ドミンゲス、クリスチャン; マガーニャ、ビクター (2018 年 3 月 6日)。「熱帯および亜熱帯北米の降水における熱帯低気圧の役割」。地球科学のフロンティア。6 :19。Bibcode :2018FrEaS...6...19D。doi : 10.3389/feart.2018.00019。
^ ウィップル、アディソン (1982)。ストーム。アレクサンドリア、バージニア州：タイムライフブックス。p.54。ISBN 0-8094-4312-0。
^ Ed Rappaport. 「内陸洪水」。アメリカ海洋大気庁。2012年1月11日時点のオリジナルよりアーカイブ。2006年6月24日閲覧。
^ Eric S. Blake、Jerry D. Jarrell、Edward N. Rappaport、Christopher W. Landsea。「1851年から2004年までの米国における最も致命的、最も損害が大きく、最も激しい熱帯低気圧」。アメリカ海洋大気庁。2009年5月6日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2006年6月24日閲覧。
^ Roth, David M. (2023年1月3日). 「Tropical Cyclone Point Maxima」. 熱帯低気圧降水量データ. 米国気象予報センター. 2023年1月6日閲覧。この記事には、パブリックドメインであるこのソースからのテキストが組み込まれています。