大気の状態が不安定って（その２）

さてさて、以前、このシリーズで大気の状態が不安定というのはどういう状態か？というのを載せましたが、ちょっといきなり難しい話しになりすぎたかもしれないと思っています。最近、この「大気の状態が不安定」という事自体を誤解している人が多いんだなと思うことがあったので、また、さらに、不安定とはなんぞや？というところから解説した方がよかろうと思いまして、再度解説してみたいと思います。
　さて、皆さん、天気予報などで「大気の状態が不安定で...」などと解説されている場合に、どういう状態を想像されるでしょうか？最近、色々な人と話していて、多くの人が以下のようにとらえているということがわかりました。

１．天気が変わりやすく、晴れていると思ったら、いきなり雨が降ってくるような状態。＝×？○？

うむむ。これは間違っているとも言いがたい面もありますが、正解とも言いがたいです。こういう状況を「大気の状態が不安定」と言っているのではないのです。たしかに、「情緒不安定で笑っていたかとおもったらすぐに泣き出す」というのとこの「大気の状態がが不安定な天気」が結びつくのかもしれませんね。


　さて、安定、不安定、とはどういうことを言うのでしょうか？ちょっとまわりくどすぎるかもしれませんが、それは以下のように定義出来ると思います。

安定：「その状態がちょっとやそっとのことでは変化しない」
不安定：「ちょっとしたことで状態が変化してしまう」

気象で普通にいうところの「大気の状態が不安定」とか「安定」というのは実は「大気の成層が不安定、安定」ということなわけです。さて、「成層」ってなんでしょうか？そういえば「成層圏」という言葉は知っているかもしれませんね。成層圏というのは、上空１５ｋｍ〜５０ｋｍにある大気の層のことですが、何故に成層圏というかという理由があります。地上付近の空気は上にいくほど温度が下がっていくというのは誰もが知っていると思います。ところが、成層圏というのは上にいくほど温度が高くなるのです。暖かい空気は軽いというのも多くの人が知っていると思います。熱気球というのは気球の中の空気を暖めることによって、空気が軽くなり、それで浮かぶわけです。成層圏は上にいくほど暖かいということは、「上にいくほど空気が軽い」と考えられるわけです。つまり軽いものが上にあって重いものが下にある状態。たとえば水と油を混ぜた時、油は軽いので上に浮かぼうとしますね。油が底にあるような状態は普通、かき混ぜるといったような無理に力を加えないと発生しませんし、放っておくとの元の状態に戻ってしまいます。つまり、上が軽くて下が重いような状態ってのは「安定」と考えられるため、「成層圏」という名前がつけられたという歴史があります。実はその後の研究で、「成層圏」ってのはあまり安定でもなかったのですけども、一応、歴史上つけられた名前を引きずっているわけですね。

　じゃあ、逆に下が暖かくて上にいくほど冷たいとすれば下の空気は上に昇ろうとするし、上の空気は下に下がろうとするので不安定か？というと、ごくごく大雑把にいえばそういうことなんです。下から暖めると「対流」がおきるというのは小学生でも知っているかな？この「対流」がおきやすいような状態が「不安定」ということなのです。

　ただ、普通、地上から１５ｋｍくらいまでの空気ってのは、上にいくほど温度が下がっています。ならば、いつも「不安定」かというと、そうではありません。何故かというと、もし地上の暖かい空気が上に昇ろうとしたとします。ところが、大気ってのは上空に行くほど「気圧」が下がりますね。地上の空気のかたまりが上昇したとして、その塊だけが地上の気圧のままということが許されるでしょうか？そんなことはありません。地上の空気も上に昇るとまわりの空気と同じ気圧になるはずです。そうすると、実は「外から熱を加えずに気圧を下げると温度が下がる」という法則があります。なので、上にいくほど温度が低い状態であっても、地上の空気をその地点まで持ち上げたら、まわりの空気よりも冷たくなるかもしれません。こういう状態は「安定」といえます。なぜなら、たとえ地上付近の空気を持ち上げたとしても、まわりの空気より冷たくなってしまうので、「冷たい空気は重い」−＞「重いものは沈む」というわけでまたもとの位置にもどってしまい「安定」なわけです。
　このとき、地上の空気をその地点まで持ち上げてもまわりの空気よりも暖かいとすれば、その空気はまわりの空気よりも軽いのでさらに上に昇ろうとします。こんな状態になってしまったら「不安定」です。ちょっとしたことで下にあった空気が上へ上へと昇ろうとしてしまい、「対流」がおきるからです。
　よく考えてみると、天気予報などでは以下のように言っていないでしょうか？「今日は上空に冷たい空気が入っているので大気の状態が不安定で．．．」そうです、上空に冷たい空気が入ると何故「不安定」になるのか？「下が暖かくて上が冷たい」からです。

　さて、ここまででおわかりいただけたでしょうか？ここまでおわかりいただけたら、再度、以前、このシリーズで書いた、「大気の状態が不安定」の項を見てみてください。もう少し詳しいことがわかると思います。

安定不安定の説明図 赤い色が温度が高く、青い色は 温度が低い事をあらわす。 通常、地上の方が上空よりも温度 が高い。地上の空気を持ち上げると、 温度が下がるが、それでもまわりよ りも温度が高くなるような状態であれ ば不安定といえる。

このように「大気の成層が不安定」という時には色々な災害をもたらすような天気になることが多いのです。それは、

・落雷
・短時間強雨
・突風
・竜巻
・雹（ひょう）

これらはすべて「大気の状態が不安定」なときに発生しやすい現象です。だから、単に「天気が変わりやすい」ということではなく、上記のような災害をもたらすような気象現象が起こりやすい状況といえます。しかも、「大気の状態が不安定」な時は、これらの現象が「突然」やってくることが多く、予期せぬ現象に突然おそわれてしまうため、被害も大きくなる可能性があるわけです。「大気の状態が不安定」というのはそのような重要な意味を持っているということを、我々「気象予報士」は、もっと世間に知らしめるべきでしょうね。

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