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高校1~高校2年生 (15-17歳)

地学基礎 大気循環 わかりやすく

Atmospheric Circulation

赤道付近では受けとる太陽エネルギーが放出するエネルギーより多く、極付近ではその逆なので、余った熱を極のほうへ運ぶ空気の流れが生まれます。 地球が自転しているため、この流れは赤道から極まで一つの輪にはならず、北半球ではハドレー循環、フェレル循環、極循環の三つの輪に分かれます。 空気が上昇する赤道と緯度 60° 付近には低圧帯が、下降する緯度 30° 付近と極には高圧帯ができ、そのあいだの地表では転向力を受けた貿易風、偏西風、極偏東風が吹きます。 図で観察する緯度を変えると、その緯度がどの循環に入っていて、地表にどんな風が吹いているかを見ることができます。

余った熱を極へ運ぶ大気

🌬️ 大気はなぜ循環するのか
①赤道付近は太陽高度が高く、同じ面積が受けるエネルギーが多い。極付近は日光が斜めに当たるので少ない
②一年の平均で見ると、緯度約 38° より低いところではエネルギーが余り、高いところでは不足する
③それでも赤道が熱くなりつづけたり極が冷えつづけたりしないのは、大気と海水が余った熱を高緯度へ運ぶからである
④この熱の輸送を担う地球規模の空気の流れが大気の大循環である

三つの循環

35°N
💡 三つの循環のまわる向き
①ハドレー循環(0° ~ 30°):赤道で暖められた空気が上昇し、上空を極のほうへ進んで 30° 付近で下降し、地表を赤道のほうへもどる
②極循環(60° ~ 90°):極で冷たい空気が下降し、地表を 60° のほうへ進んで上昇する
③この二つは暖かいところで上昇し、冷たいところで下降する直接循環である
④フェレル循環(30° ~ 60°):二つの直接循環のあいだで逆向きにまわる間接循環で、地表では空気が極のほうへ流れる
⑤空気が下降する 30° 付近は雲ができにくく乾燥するので、サハラ砂漠のような大きな砂漠がこの緯度に多い

転向力と地表の風

転向力(コリオリの力)
地球の自転 → 動く物体の向きが北半球では右へそれる
南半球では左へそれる。赤道では 0 で、緯度が高いほど大きくなり、極で最大になる
北半球の地表の風
0° ~ 30°:貿易風(北東の風)/ 30° ~ 60°:偏西風(南西の風)/ 60° ~ 90°:極偏東風(北東の風)
地表で赤道のほうへ向かう空気は右へそれて東風になり、極のほうへ向かう空気は西風になる
🔄 転向力のとらえ方
①まわっている回転台の上でボールをまっすぐ転がすと、回転台の上に立つ人にはボールが曲がっていくように見える
②地球も自転しているので、地表から見ると、南北に動く空気は北半球では右へそれる
③赤道のほうへ向かう空気は右、つまり西へそれて、東から吹く風になる
④極のほうへ向かう空気は右、つまり東へそれて、西から吹く風になる
⑤転向力は風の向きを変えるだけで、速さは変えない

気圧帯と韓国の天気

緯度ごとの気圧帯
赤道低圧帯(0°)→ 亜熱帯高圧帯(30°)→ 寒帯前線帯(60°)→ 極高圧帯(90°)
空気が上昇するところは低圧帯、下降するところは高圧帯で、地表の風は高圧帯から低圧帯のほうへ吹く
📍 韓国が偏西風帯にあるということ
①韓国は北緯約 33° ~ 43° にあり、偏西風帯に入る
②そのため低気圧や高気圧はたいてい西から東へ通りすぎ、天気も西から変わる
③天気予報が中国方面の雲や気圧の谷をまず確かめるのはこのためである
④春の黄砂が中国内陸から朝鮮半島や日本まで飛んでくるのも同じ風による

例題と過去問で確認

例題 1
北緯約 15° の地域の地表で吹く風の名前と向きを答えよ。
1
緯度 0° ~ 30° はハドレー循環に属し、この循環の地表の流れは 30° 付近から赤道のほうへ向かう。
2
赤道のほうへ向かう空気は北半球では転向力を受けて右へそれるので、北東から吹く貿易風になる。
▸ 貿易風(北東の風)
図で観察する緯度を 15° にすると、ハドレー循環の輪が濃くなり、その下に貿易風(北東の風)と表示される。
例題 2
韓国(北緯約 37°)はどの循環と風の帯に属し、そのため天気はおもにどの方向へ移るか。
1
37° は 30° と 60° のあいだなのでフェレル循環に属し、地表では偏西風が吹く。
2
偏西風は西から東へ吹くので、低気圧や高気圧も西から東へ移り、天気もその順に変わる。
▸ フェレル循環の偏西風帯で、天気は西から東へ移る
天気予報で「西から気圧の谷が近づく」という言い方がよく出てくるのも、偏西風のためである。
韓国修能 類題
北半球の大気の大循環についての説明として正しいものはどれか。
①転向力は赤道でもっとも大きい
②ハドレー循環は緯度 0° ~ 30° に見られる
③貿易風は南西の風である
④フェレル循環は直接循環である
⑤赤道には高圧帯ができる
▸ ② ハドレー循環は緯度 0° ~ 30° に見られる
1
ハドレー循環は、赤道で上昇した空気が緯度 30° 付近で下降する直接循環で、緯度 0° ~ 30° にわたる。
2
転向力は極でもっとも大きく(①)、北半球の貿易風は北東の風であり(③)、フェレル循環は間接循環で(④)、赤道では空気が上昇して低圧帯ができる(⑤)。

まとめ

大気の大循環の要点
緯度によるエネルギーのかたより + 地球の自転(転向力)→ 三つの循環 + 気圧帯 + 地表の風
低緯度の余った熱を高緯度へ運ぶ、地球規模の大気の運動である
🎯 試験ポイント
①三つの循環はハドレー循環(0° ~ 30°、直接)、フェレル循環(30° ~ 60°、間接)、極循環(60° ~ 90°、直接)
②北半球の地表の風は、貿易風が北東の風、偏西風が南西の風、極偏東風が北東の風である
③転向力は北半球では右向きにはたらき、赤道で 0、極で最大になる
④気圧帯は赤道から極へ、低圧、高圧、低圧、高圧と交互に並ぶ
⑤韓国は偏西風帯にあるので、天気はたいてい西から東へ移る

最終更新

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