台風の目についての質問です。 「台風の中心では遠心力が大きいため上昇気流が発生しづらく目ができる」と

台風の目についての質問です。
「台風の中心では遠心力が大きいため上昇気流が発生しづらく目ができる」といわれてるのですが、遠心力は距離が遠いほど大きくなるのではないのですか？

No.10 回答者： windwald 回答日時： 2022/02/04 00:09

>遠心力は距離が遠いほど大きくなるのではないのですか？

#8です。すみません、ここに回答していませんでした。
質量mの物体が回転中心から半径rの位置を角速度ωで運動するとき、遠心力Fは次の式で表せます。
F=mrω^2
つまり角速度が大きいほど遠心力は強いと言えます。

いっぽう、回転する物体の速さvは半径rと角速度ωを用いて
v=rω
と表せます。
同じ速さで運動する場合、ω＝v/rとなりますので半径が小さいほど角速度は大きくなります。
また、低気圧では中心ほど風の速さは大きくなりますので角速度もその分大きくなります。

よって低気圧では遠心力が強く働くと言えます。

No.9 回答者： finalbento 回答日時： 2022/02/03 22:26

「遠心力は距離が遠いほど大きくなる」と言うのは例えば、ロープにおもりを付けてブン回す時、同じ回転数であればロープが長いほどおもりにかかる遠心力は大きくなると言う事ですよね。

台風のメカニズムには詳しくありませんが、前述のような場合でなければ「中心近くの方が遠心力が大きい」と言うのは普通にあり得ます。

No.8 回答者： windwald 回答日時： 2022/02/03 21:25

ご質問は「台風の目ができる理由」ですよね？

#2さん#3さん、#5さんは台風が渦を巻いている理由をお答えのようですが、質問者さんはそんなことをお聞きになっていないと思います。

気象庁の子ども向けの解説ではっきりと「遠心力が強く働」くせいだと書いています。
https://www.jma.go.jp/jma/kids/kids/faq/a4_24.html
ただし、"強く"働くかどうかについては#4さんのとおり、"他の場所よりは強い"といったところです。

台風は低気圧であるので中心に向かう風が吹き、それはコリオリの力によって曲げられ反時計回りに渦を巻き、中心ほど渦は速く回ります。すると、中心付近では渦の回転による遠心力が強く表れはじめ、中心に向かうはずの風が遠心力によってそれ以上中心へは到達できなくなります。
周囲の水蒸気を含んだ空気のかたまりが中心には到達しないので中心には雲が発達せず、雲の薄い、時に晴れ間を伴う領域「台風の目」が出現します。

台風の目ができるには、目ができるのに十分な遠心力が必要です。遠心力が強くなるには、回転速度が速くなる必要があります。つまり強く発達した台風ほど大きな目を持つ傾向にあり、弱体化すると目が潰れていきます。

No.7 回答者： yos1912 回答日時： 2022/02/03 21:16

このような話は聞いたことがありません。

説明そのものは間違い、あるいは言葉足らずです。

　台風の特徴として、中心近くほど気圧が低くなり、風速が速くなります。気圧が低くなるのは吹き込んでくる暖かい湿った空気が上昇することが原因です。中心の気圧が低くなることによって、さらに周囲からの空気を集めてきて、それが上昇気流へと変わっていきます。
　台風の中心に向かって吹く風はどうしても中心の周りを回るように吹きます。少しずつ半径が小さくなる回転運動をしています。この回転運動をするのには遠心力に打ち勝つ力が必要です。これが、気圧低下によって台風中心に風を引き込もうとする力です。逆に遠心力の大きさは、風速と回転半径で表すと、風速の２乗に比例し回転半径に反比例します。遠心力は中心に近づくにつれて急速に大きくなるのがわかると思います。
　遠心力が大きくなればどうなるでしょう。外側に振り飛ばす力ですから、風は中心に流れ込めなくなります。そうなれば、上昇気流を作るはずの暖かい湿った空気が中に入ってこられなくなります。そうなると、中心近くで上昇気流が発生しなくなります。

補足：遠心力が距離が大きいほど、大きくなるのは角速度が一定の場合です。速度は半径と角速度の積ですから、速度は一定ではなく、大きくなっているのがわかると思います。

No.6 回答者： aouze_ya 回答日時： 2022/02/03 21:09

＞ 遠心力は距離が遠いほど大きくなるのではないのですか？

ちょっと微妙だと思います。　自動車で助手席などにいるとき、高速で直線走行していたのが、キューカーブを曲がるときに、カーブに対して外側方向に押される･引っ張られるような力をかけられたように思うものが遠心力です。　まっすぐ進むという慣性運動に対して、進行方向が変わる運動をしたときに、相変わらずまっすぐ進もうとするので、進行方向が変わる力と向きが反対の力が加わったように感じ、解釈するのが遠心力です。
距離というよりは、速度と方向の変化に関係しています。
直径200mの円形のトラックの内側に、同心円状に直径100m、直径50m、直径20mのトラックがあって、4つのトラックでそれぞれ15秒間で一周するようにして、一直線上にあるスタート地点から走ると、どのトラック上の走車の進行方向も、毎秒時に同じですが、同心円の外側の走車の速度は151km/h､以下内側の走車は75km/h､38km/h､15km/hで、遠心力の大きさを外側の走車を１とすると、内側の走車は順に、0.5､0.25､0.1となり、円の中心に近づくほど弱く小さくなる(中心からの距離が遠くなるほど大きく)なります。
このとき大事なのは、速度が大きく違うことです。

台風の場合、台風の外の方から回りながら次第に台風の中心に向かってらせん状に風が吹くことです。　この場合、先ほどのトラックを走る車と違って、後から後から風を内側の円周の小さい円の方に押し詰めるようになるので、内側の風は速度をどんどん増します。　内側を回る風の方が、外側を回る風よりも速度が速いので、内側を回る風に働いているように見える遠心力は、外側の風に働く遠心力より大きくなります。　その結果、台風の外の方から回りながら次第に台風の中心に向う力と、台風の中心から外側に風を押そうとする力の押し合いになって、どこかで、(外から内)(内から外)が拮抗する場所ができて、両方から押された風は上に向かって吹くようになります。　その上に向かって吹くのが上昇気流となり、上昇によって雲が発生します。
この絵にあるような状態になります。
https://tenki.jp/docs/note/typhoon/page-2.html

＞ 台風の中心では遠心力が大きいため上昇気流が発生しづらく目ができる

たぶん、台風の外の方から回りながら次第に台風の中心に向う力と、台風の中心から外側に風を押そうとする遠心力とが拮抗して、アイウォールという壁のように気流が上昇するときに、台風の目のところにある空気も巻き込むように一緒に上昇してしまうので、目のところの空気が希薄になって、その希薄になったところを、上方の空気を引き込むので、上昇気流というよりもやや下降気流のような状態になるです。

No.5 回答者： yhr2 回答日時： 2022/02/03 19:53

＞「台風の中心では遠心力が大きいため上昇気流が発生しづらく目ができる」といわれてるのですが、

大うそです。
そもそも低気圧というものは、巨大な上昇気流です。
台風はその強烈なものです。上昇気流があるので、中心付近の気圧は大きく低下します。
地表近くの大気はその上昇気流に吸い寄せられ、地球の自転による「コリオリのちから」によって「反時計回り」の渦になります。

遠心力なんて、何の関係もありません。

No.4 回答者： 銀鱗 回答日時： 2022/02/03 19:00

ええと。

それ、ちょっと違う。

「台風の中心では遠心力が【大きい】ため上昇気流が発生しづらく目ができる」
　↓
「台風の中心では遠心力が【働く】ため上昇気流が発生しづらく目ができる」

別に遠心力が大きいわけではない。
まあ、他の場所と比較すれば大きいのでしょうが、目に見えて大きいと言えるような力は無いよ。

No.3 回答者： ShowMeHow 回答日時： 2022/02/03 18:29

回転速度は中心に近いほど早いというのはあると思います。

中心近くで、数分に一回転したとして、外側でも同じ回転数だったら、とんでもない風速になります。

No.2 回答者： angkor_h 回答日時： 2022/02/03 18:14

台風の中心は、一番気圧が低いですよね。

つまりは、気流上昇が一番のところ、と言う事です。
つまり、地表ではその中心に向かって周りの空気が流れ込んでいいる、
と言う事になります。
渦を巻くのは、地球が自転しているから、の結果です。

No.1 回答者： stomachman 回答日時： 2022/02/03 18:00

遠心力は中心からの距離に比例するのみならず、角速度の2乗にも比例します。

ですから、もし中心から遠いほど角速度が小さいのであれば、中心に近い方が却って遠心力が大きい、ということは起こり得ますね。剛体の回転とは事情が違うわけです。
　台風の場合に中心からの距離と角速度の関係がどうなるか、またそのことが上昇気流とどう関係するのかについては、ご質問の範囲を越えているように思いますんでパス。