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2012年5月30日 (水)

不安定

★午前中晴れていたと思ったら、午後から激しい雷雨がきたりして、「不安定」な天気が続いています。

気象予報で、「安定した晴天が続く」とか「不安定な天気」という言葉もよく聞かれます。
一方、大気の状態が「不安定」になって、という言葉遣いもよく聞きます。
気象予報士さん、大丈夫かいなぁ、と気をもむ案山子です。
何を気にしているかというと、「不安定」という言葉の意味をちゃんと理解しているかなぁ、という点なのです。

「不安定な天気」というときは、変化しやすい、という意味で「不安定」を使っていますね。
大気の状態が不安定、といったときに、同じように、大気の状態が変化しやすくなっている、というような把握をしてはいないだろうな、と少々疑うわけですね。

天気:東日本で大気非常に不安定に 関東では午後大雨も(朝日新聞 2012年05月29日)
 気象庁によると、日本の上空約5500メートルに氷点下18度以下の強い寒気が流れ込んでいる影響で、西日本から北日本にかけての広い範囲で大気の状態が不安定になっている。29日は、東日本を中心に大気の状態が非常に不安定となる見込みで、雷、竜巻などの激しい突風、ひょう、土砂災害、低い土地の浸水、河川の増水への注意を呼びかけている。 
 関東甲信地方では、28日より広い範囲で大気の状態が非常に不安定になり、29日昼前から30日未明にかけて落雷や竜巻などの激しい突風に注意が必要。発達した積乱雲の近づく兆しがある場合は、建物内に移動するなどの安全確保を呼びかけている。また、29日昼過ぎから夜遅くにかけては、関東地方では1時間に40ミリの激しい雨の降る所があり、局地的には50ミリの非常に激しい雨が降るという。

こういう場合の「不安定」の意味は?
「自然災害や科学を取材してきた朝日新聞の黒沢編集委員が、独自の視点でざっくり読みときます」というブログがあります。
その中で

・・・
 今回の竜巻が発生したのは、新聞でも解説していますが、上空に寒気が入り込み、地上付近には津軽海峡付近の低気圧に向かって太平洋から暖かく湿った空気が流れ込んで「大気が不安定」になったことが原因です。
 つくば市付近では、上空5500メートルの気温がマイナス19.1度、地表では午後1時の気温が25.8度に達しました。この差、45度。暖かい空気は軽く、冷たい空気は重いので、冷たい空気が上にある状態は、非常に「不安定」です。こういう状態になると、暖かい空気は上昇、湿った空気ですから積乱雲が発達して、雷や雹、竜巻が起きるわけです。
・・・

こう解説してるんですが、そりゃないでしょ。黒沢さんともあろう方が。
上空はいつも地表より低温なんです。でも、いつでも冷たい空気が落ちてくるわけじゃないでしょ。
通常の状態でも、一定の割合で上空へ向かって気温は下がるんです。
こういう状態の時に、風か何かで地表の暖かい空気が上に持ち上げられても、空気の塊は膨張して温度が下がり、回りの気温より低くなってしまって、また下りてくるんですね。

外界からの擾乱に対して、元の状態に復帰できる、といいます。

こういう状態を「安定」といいます。
起き上がりこぼしや、ヤジロベエなど、ゆらゆら揺れて「不安定だ」と感じる方もいると思いますが、物理的には、外部から力をくわえて状態を変えても、元に戻りますので、これらは安定だ、といいます。
大気の状態が安定とは、そういう意味です。

ところが寒気が入り込んでいる時に、地表の暖かい空気が持ち上げられると、膨張して温度が下がってもまだ周囲の方が冷たい、だからまだ上昇を続ける、となって、いったん外界からの擾乱が起こると、それが拡大していって止まらなくなってしまうんですね。

このような状態を「大気の状態が不安定」というのです。

四角い箱を立てておいて少し傾けても戻る、という時は揺れるけれども安定。
で、細長い箱になると、ちょっと傾けると、傾きが増していって倒れてしまう。これが不安定。

暖かい空気が湿っていると、水蒸気が水滴に凝結する時に熱を出しますので、空気の塊は更に冷えにくくなり、外の空気との気温差が減らず、どんどん止まらずに上昇していってしまう。もくもくと積乱雲を作りながら。
で、雷雨や、突風、竜巻などの危険性が増すのです。

そういうところに気をつけて気象情報を聞いて下さい。老爺心でした。

★参考
http://homepage3.nifty.com/kuebiko/science/37th/sci_37.htm
私の「理科おじさんの部屋」です。
弥次郎兵衛や起上り小法師の話をしています。

http://homepage3.nifty.com/kuebiko/science/62th/sci_62.htm
同じく「理科おじさんの部屋」
台風の話をして、そのなかで、大気の安定性の解説を少し書いています。

どうぞ。

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