天候急変

地上気温が35℃のところに上空-70℃の寒気がやってきたら、天気が急変してかなりシビアな現象おきますよね。

No.4 ベストアンサー 回答者： トモクンアヤチャン 回答日時： 2021/12/08 19:12

上空と言ってもいろいろですね。

一般論ですが、100ｍごとに0.6℃気温が下がります。前線付近ではもっと急激に上下しますが。
天気予報などでよく出てくるのは5000ｍと1万ｍですが、5000ｍで30℃、1万ｍで60℃下がりますから、地上35℃で5000ｍ上空5℃、1万m上空で-25℃は普通にあるということです。
　さて、-70℃はどうでしょうか。
添付図（左）ですが、1万ｍ以上の上空は対流圏ではなく成層圏となります。気温は上昇に転じます。（温度単位はケルビンですから+273して読んでください）
10000ｍ付近が対流圏の最低気温で約-60℃付近と思われます。
上空100ｋｍ（100,000m）は、もはや宇宙と言ってもいいでしょう。人工衛星の低いものはこの辺にもあります。
　図の右側は、上空1000ｋｍまでの気温と気圧を示しています。ご参考までに。
　ところで、地球の図を直径1.3ｍで書いたとします。地球の直系は13000ｋｍですから、縮尺1千万分の1、1ｃｍは100000ｍ（100ｋｍ）。1ｍｍ（10ｋｍ）の幅の中にヒマラヤもすべて入ります。地球が大きいのか山が小さいのか。

No.3 回答者： himagene 回答日時： 2021/12/08 10:18

上空と言っても成層圏ではなく対流圏での話ですね。

1000m上昇する毎に気温は約6.5度下がるので、地上気温が35℃でも5000m上空では約2.5℃、10km上空では約-30℃です。5000m上空より上に-70℃の寒気が出来たとすると、境界面では圧力は同じですが温度は276°Kと203°Kと大きく違うので、密度が異なります。つまり、密度が小さな空気の上に（密度が約1.3倍大きな）重たい空気が乗った形になります。この分布は非常に不安定で、界面にほんの少しの凹凸が生じただけで気流が上昇する部分と下降する部分が斉唱して、凹凸が大きくなります。これを「レイリー・テイラー不安定」と言います。その結果積乱雲が成長します。なお、粘性を無視すると、この成長速度は、重力加速度を擾乱の波数で除した量の平方根に比例します。
「寒気がやってきたら」のやって来方にもよるのですが、寒気との境界面の上下で境界に並行な方向の流速に違いがあると、境界面が波打つようになり、渦ができます。これも成長して大きくなります。これを「ケルビン・ヘルムホルツ不安定」といいます。
これらは静かな油の上に絵の具やインクで色をつけた水をスポイトなどで静かに流し込むと、机の上でも観察できます。

No.2 回答者： 0みー0 回答日時： 2021/12/07 16:32

それはないでしょう。

まず上空の空気が地上に来るための力がないですから。風は地球が自転しているために生まれるので基本的に地表に対して横にしか働かないので上空の風は地表に吹きません。

あとは下降気流などで地表に向かう場合には気圧変化により圧力が増して気温上昇するので実際はそこまで気温の大差にはならないと思います。

No.1 回答者： ケムケム地層 回答日時： 2021/12/07 16:18

積乱雲がなければ、ただ寒くなるだけでは。

風力も生じるかと。