竜巻
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2012.05.18


  先日の筑波の竜巻では、 に渡って被害がでたという。 竜巻の映像が放映されたが、それはまるで逆行性総胆造影レントゲン写真のようであった。 竜巻は膵頭部癌によって先細りになった総胆管である。 その総胆管の周りには、 胆管狭窄に対して留置されるメタリックステントのような像も見える。 もしかしたら、 上昇回転気流を取り巻くようにしてもう1つの上昇回転気流が起こっているのかもしれない。

  蛇行する偏西風の影響を受けてシベリアから南下してくる上空の寒気団が、 南の海上から日本列島に吹きこんでくる下空の湿った暖気団の上に覆い被さってくる。 すると、 上空の寒気団と下空の暖気団の温度差が45度以上にもなり、 大気の中に激しい対流が生じる。 上昇気流の生じる下空は部分的に気圧が下がり、 下降気流が生じている下空の気圧は部分的に上昇している。 上昇気流は、 断熱膨張によって温度が下がるため、 飽和水蒸気量が低下して凝縮し、 積乱雲を形成する。 その上昇気流が途中から広範囲にゆっくりと渦を巻き始めると、 それは次第に狭い範囲になっていき、 それに伴って、 「 軟体のフリーな回転における角運動量不変の法則 」 によって、 慣性モーメントが減少したぶん角速度が増加していく。 こうして、 積乱雲の底から発生する漏斗雲が発達して地上まで達すると竜巻が完成する。 上昇気流がなぜ途中から渦を巻きだすのかはまだ解明されておらず、 今後の研究が待たれるところである。


< 竜巻発生のしくみ の 筆者による仮説 >
  上空で南向きに水平に吹いている寒気の風団が、 東向きに45度の角度で吹き上がってきた暖気の上昇気流の風団の直上で直角に接触交差すると、 摩擦によって両方の風団に右ネジ回りの力のモーメントが加わり、 それによって両方の気流団には進行方向に角速度ベクトルが生じ、 この2つが合成され、 南東上向きに流れて南東上向きの角速度ベクトルを持つ気流となり、 気流を顔面に受ける観察者からすると反時計回りの回転をするようになる。 これをA合成気流とする。
  上空で北向きに水平に吹いている寒気の風団が、 西向きに45度の角度で吹き上がってきた暖気の上昇気流の風団の直上で直角に接触交差すると、 摩擦によって両方の風団に右ネジ回りの力のモーメントが加わり、 それによって両方の気流団には進行方向に角速度ベクトルが生じ、 この2つが合成され、 北西上向きに流れて北西上向きの角速度ベクトルを持つ気流となり、 気流を顔面に受ける観察者からすると反時計回りの回転をするようになる。 これをB合成気流とする。
  A合成気流 と B合成気流 が合成すると、 上向きに流れて上向きの角速度ベクトルを持つ気流となり、 気流を顔面に受ける観察者からすると反時計回りの回転をするようになる。 これが竜巻である。