気候要素

気候とは、長期にわたって毎年繰り返される大気の総合的な状態のことです。「暑くて夏に雨が多く降る」など、ある地域の性格のようなものです。そして、その性格を説明する際に用いる「暑いのか(気温)」「雨が多く降るのか(降水)」「風がどのように吹くのか(風)」という要素を、 気候要素 と言います。


気候要素

次の3つが主な気候要素です。
これら気候要素は、複数の要因に左右されます。例えば、気候要素の「気温」は、「緯度」「海抜高度」などで「暑い」か「寒い」に分かれます。このような「緯度」「海抜高度」などにあたるものを、 気候因子 と言います。

気温

緯度

気温の気候因子の1つ目は、「緯度」です。
気温の等しい地点を結んだ線を等温線と呼びます。次の図は上から順に「1月の等温線」「7月の等温線」です。

1月の等温線

7月の等温線
等温線は、原則緯線にほぼ平行になります
また、高緯度ほど低い値の等温線が通っています
さらに、高緯度は、1月・7月で等温線の値の差が大きくなっています。これを「気温の年較差が大きい」と言います。この理由は地軸のずれにより、高緯度ほど1月・7月での入射角の差が大きいためです。入射角が大きいほど日光の量が大きくなります。

北緯50°の入射角

赤道の入射角

大陸と海洋

気温の気候因子の2つ目は、「大陸と海洋の違い」です。
物質1g当たりの温度を1℃上げるのに必要な熱量を「比熱」と言います。比熱が大きいほど物質は温まりにくく、反対に比熱が小さいほど物質は温まりやすいのです。

大陸と海洋のうち、比熱が大きいのは 海洋 です。つまり海洋は年中ほぼ一定の温度を保ち、大陸は夏に暑く冬に寒くなります。改めて1月・7月の等温線を見てみましょう。

1月の等温線

7月の等温線
1月・7月の等値線を比べると、等値線は大陸部分で大きく差を見せています。比熱の違いがここに表れているわけです。

さらに発展的な内容をおさえましょう。下図の7月の等温線を見てみると、色で強調した大陸部分は、同緯度でも気温が違います。一口に大陸と言っても、乾燥地域ではより夏に暑く、冬に寒くなります

7月の等温線(一部色塗り)

東岸と西岸

気温の気候因子の3つ目は、「ユーラシア大陸の東岸と西岸の違い」です。
ユーラシア大陸の西岸は、暖流である 北大西洋海流 と、年中南西の風向きである 偏西風 の2つの影響を受け、「夏は冷涼で、冬は温暖」になります。

逓減率

気温の気候因子の4つ目は、「気温の逓減率」です。
高度100mにつき、気温は0.65℃増減します。これを「気温の逓減率」と言います。
従って、同緯度であっても、土地の標高に応じて気温に差異が生じます。
*0.65℃とあるが、様々な条件の下で変動

風についてまず知ってもらいたいのが、上昇気流と下降気流についてです。

地表が熱せられると、地表付近の空気が膨張し軽くなって上昇します。この上昇する空気の流れを上昇気流と言います。上昇した空気は、含んでいる水蒸気で雲を形成し、雨を降らせます。
*上昇気流の発生要因は他にもあり
上昇した空気が上空で後に冷えると、重くなって下降します。この下降する空気のながれを下降気流と言います。下降気流では雲が形成されにくく、雨が降りません
以上のことを踏まえた上で、次の話に進みましょう。下図の地球の模式図を見てください。
赤道付近は太陽でよく温められるため、上昇気流が発生します。上昇気流が生じて気圧が低くなる赤道付近一帯を 赤道低圧帯(熱帯収束帯) と言います。
また、上昇した空気は、緯度30°あたりで下降します。下降気流が生じて地表面の気圧が高くなる緯度30°付近を 中緯度高圧帯 と言います。
赤道に対して、北極・南極では空気が冷え、下降気流が生じます。下降気流が生じて地表面の気圧が高くなる北極・南極付近を 極高圧帯 と言います。
中緯度高圧帯から吹き出し高緯度へ向かう空気、極高圧帯から吹き出し低緯度へ向かう空気は、緯度60°あたりでぶつかり、ここで上昇気流が発生します。上昇気流が生じて気圧が低くなる緯度60°付近を 高緯度低圧帯 と言います。
ここまでをまとめてみると、北半球・南半球にはそれぞれ3つの空気の大きな循環があることになります。下図①~③がそれです。このような3つの流れを「大気の大循環」と言います。どこで上昇気流・下降気流が生じるかを整理しておきましょう。
繰り返しですが、上昇気流では雲が形成され、下降気流では雲が形成されません。上昇気流がよく生じる地域では湿潤、下降気流がよく生じる地域では乾燥となります。そのため、次のようになります。

恒常風

1年中決まった方向に吹く風を 恒常風 と言います。

恒常風には、次の3つがあります。

貿易風

偏西風

極東(極偏東)風
なお、各風は、「地球の自転」と「各地点の自転速度の差異(低緯度>高緯度)」によって生じる「コリオリの力」で西より東よりの風に分かれます。

季節風

季節によって吹く方向を変える風を 季節風(モンスーン) と言います。

夏は、比熱の小さい大陸が温められて上昇気流が発生し、低圧になった部分に海洋から湿った風が吹き込みます。
反対に冬は、比熱の小さい大陸が冷やされて下降気流が発生し、一方で比熱の大きい海洋で上昇気流が発生します。高圧になった大陸から低圧になった海洋へ乾いた風が吹き込みます。
季節風は、ユーラシア大陸東岸(東アジア・東南アジア・南アジア)で著しく発生します。夏は海洋から大陸へ湿った風が、冬は大陸から海洋へ乾いた風が吹きます。同じ季節でも、東アジアと東南アジア・南アジアは季節風の風向が異なることに注意しましょう。

ユーラシア大陸東岸の季節風(夏)

ユーラシア大陸東岸の季節風(冬)
それでは、日本列島に吹き込む夏の南東季節風と冬の北西季節風について見てみましょう。これらは少し複雑です。

夏の季節風
日本列島付近で、夏の季節風は、太平洋から大陸へ向かって南東よりに吹きます。この季節風は、太平洋から吹き込むため、当初湿った風です。日本列島に吹き込み、山脈を越える途中で太平洋側に雨を降らし、乾いた風となって山脈を吹き下りていきます。そして、日本海で再び水蒸気を補給し、湿った風となって大陸へ吹き込みます。

冬の季節風
次に冬の季節風です。日本列島付近で、冬の季節風は大陸から太平洋へ向かって北西よりに吹きます。この季節風は、大陸から吹き込むため、当初乾いた風です。日本海で水蒸気を補給し、湿った風となって日本列島に吹き込み、山脈を越える途中で日本海側に雨を降らし、乾いた風となって山脈を吹き下りていきます

熱帯低気圧

熱帯の海洋上に発生する低気圧を熱帯低気圧と言います。熱帯の海洋で水蒸気を多量に空気が、太陽に温められて上昇し、雲を形成しながら渦を巻き、さらに周りの空気を集めて発達します。

熱帯低気圧は、地域によって次のように呼称が異なります。

熱帯低気圧の発生地(色塗り部分)

局地風

特定の地域に限定的に吹く風を 局地(地方)風 と言います。

代表的な局地風には、次のものがあります。

【フェーン現象】


風が山脈の斜面を上り反対側に吹き下ろす時、上る側(風上)と吹き下ろす側(風下)で気温が大きく異なる現象を フェーン現象 と言います。アルプス山脈南側から山脈北側に吹き下ろす局地風に由来します。

気温の低減率は、100mにつき0.65℃増減すると紹介しましたが、空気の湿り気で少し変動します。山脈を越えた乾いた風が吹き下ろす時、気温の低減率は100mにつき1.0℃増減するようになります。そのため下図のように風上と風下で気温が大きく異なる現象「フェーン現象」が生じるのです。

降水

気候要素の1つ「降水」は、成因ごとに次の4つに分かれます。