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天気予報でもよく耳にするように、天気は西から変わりますよね。これはなぜなのですか。地球の自転とか、雲の動きとかと関係があるのでしょうか。南半球だとどうなるのでしょう。

A 回答 (8件)

低緯度で北向きの風がじょじょに東向きに変わる理由のコリオリ力をこんな風に考えたらどうでしょう。



地球を北極南極を貫いた仮想線を軸に回っているとします。
そして例えば北極上空から見てみましょう。
高緯度に向かう程、軸に近づきます。その為赤道付近で北向きに動いていた空気はじょじょに軸に近づくのです。
この時、この空気は地球の自転と共に回転運動をしています。

この時、inukoroさんが解答したように角運動量保存則が影響するのです。
つまり、質量×回転中心までの距離×速度=一定なのです。
ですから軸に近づくにつれ、速度が上がらないと一定になりません。
その為自転方向に速度が上がる為風は東向きに動き始めます。
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(1)大雑把な話&回答に対する補足の答え


角運動量保存則から、低緯度で東風、中・高緯度で西風(偏西風)となります。
角運動量をMとするとM=a・cosφ(u+a・cosφ・Ω)と書けます。
aは地球半径、Ωは地球の角速度でa・Ωが大体463m/sです。φは緯度です。
uが西風を正とする風速です。
Mはどの緯度でも一定になっています。試しに赤道と日本ぐらいの緯度を入れて試してみてください。赤道では弱い東風か風速ゼロにして日本の風を求めるとuが常に正になっていることが分かります。これがハドレー循環の基礎となったものです。

(2)もうすこし具体的に&補足
雲が存在する対流圏の話(地表から高度15km程度)をしましょう。
地球の大気を動かしているもの(私たちが風と感じるもの)はどのようにうごいているのでしょうか。それは、基本的には太陽からくる熱エネルギーによってうごかされています。太陽が地表を暖めた結果大気が暖められて動くようになるのです。しかし、太陽から地表にくるエネルギーはむらがあります。これは緯度によって太陽高度が違うためで、赤道付近の低緯度では単位面積あたりに受けるエネルギーは大きく従って大気は加熱されます。一方、北極・南極周辺の極地方では太陽高度が低いため受けるエネルギーが小さく大気はあまり暖められません。こうして、低緯度地方と高緯度地方では温度に差ができます。この温度差の為に地表より上の上空では西風の力が増そうとすることになります。これを温度風の関係といってコリオリ力も含まれています。従って、中・(高)緯度では北半球でも南半球でも対流圏では常に偏西風が卓越します。赤道域では弱い偏東風になります。
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>>地球の自転は、左回り、つまり西から東ですが、するとそれよりも早く風が西から吹くことになるのですか。


>>大気のほうが地球の動きより遅れて動けば、風も逆向きでもいいような気がするのですが。
>>地球の自転よりも風の動きのほうが速くなる理由は何ですか。
これに対する回答が遅れました。まだ読んでらっしゃるかな?
「地球の自転よりも風の動きのほうが速くなる」というのは、見かけ上はそうですが、正しくありません。
(北半球の場合)「本来は北向きに行きたい空気の流れが、地球の自転によって右に回される」と考えてください。
この見かけ上の力を「コリオリの力」と呼んでいます。物体の自転方向にベクトルを偏向させる力です。
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sesameさんの回答への質問者の補足部分にあった質問について。


たぶん偏西風は自転によるコリオリ力で西から東へいくんとちゃいますかねぇ。
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 補足。


 普通の天気は西から東へ移動(低気圧や前線の動きとともに)しますが、
梅雨や秋雨のように低気圧や前線が停滞しているときは、天気(雨の地域)は南北に移動します。

 
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皆さんと同じように偏西風の影響だと思います。



アルゼンチンに住んだことがありますが、向こうでも西から変わっていましたが、季節によっては南からの風が強く吹き気温が下がっていました。
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偏西風が吹いてるから…という回答では単純すぎますか?(^_^;)


地球は赤道付近が暑く、南北極付近が寒いので(←あたりまえ)、赤道から極地へと大気の大きな流れ(対流)ができますが、これが地球の自転の力(コリオリ力)によって向きを変えられ、西から東への大きな大気の流れになります。なので、中緯度地帯ではつねに西よりの風が(大局的には)吹いており、それに乗せられて気団が移動するので、天気は(おおざっぱに言うと)西から変わります。南半球も同様に西から変わります。
ただし、低緯度/高緯度地帯での気象の変化はこれとは全く違います。

この回答への補足

途中までわかったのですが、ではなぜ偏西風は、西から吹くのでしょう。地球の自転は、左回り、つまり西から東ですが、するとそれよりも早く風が西から吹くことになるのですか。大気のほうが地球の動きより遅れて動けば、風も逆向きでもいいような気がするのですが。地球の自転よりも風の動きのほうが速くなる理由は何ですか。

補足日時:2001/03/19 22:31
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偏西風の影響です。



http://www.hr.moc.go.jp/yuzawa/fm/chishiki/kisho …
http://homepage2.nifty.com/osiete/seito166.htm

だから、南半球でも中緯度では、天気は西から東へと変化
します。
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