傾圧不安定波のイメージ

　一昨日の記事「温帯低気圧と前線形成のイメージ」では、次の図のような「寒気と暖気のぶつかり合い」からスタートして、温帯低気圧や前線が形成される様子を描きました。

　この結果、寒気と暖気の接触面と地上が交わる領域上に、前線や低気圧が形成される構造が描き出されました。そして、その上空では西風が強まって偏西風の強い流れが現れます。これは、昨日の記事「層厚と温度風のイメージ」で触れました。

　上空で西風が強化されるメカニズムについては、昨日の記事「層厚と温度風のイメージ」や過去の記事「「温度風の関係」のイメージを描く・・・」で述べた通りです。

　北半球では、等圧面の高度は「南側の方が高く、北側の方が低く」なります。この高低差は、大気の層の（南北方向の）温度差（寒暖差）に相当します。南北間の高度差（温度差）を生じるという事はつまり、等圧面は南北方向に傾いていることであり、この性質を「傾圧性」と言います。

　上空へ行けば行くほど、等圧面の傾きは顕著になるので、西風成分はより顕著に強化されることになります。

　地上では西風の影響はそれほど強く現れるとは限りませんが、上空へ行けば行くほど、ある程度のバランスを保ちつつ、西風の影響が強まることを意味します。ここで、次の図の様に、バランスが保たれている状態を「安定」な状態と呼ぶことにします。

　この状態から、さらに南北間の温度差が大きくなると、傾圧性が強まり、温度風の関係に基づいて、上空の西風がより強化されていきます。そうすると、上空の西風が著しく強化されることになります。次の図のように、西風のバランスがおかしくなってきます。

　このアンバランスな状態を「不安定」な状態と言います。この不安定な状態は、傾圧性が強められたことによって引き起こされるので「傾圧不安定」と言います。

　不安定（アンバランス）な状態が強まると、やがて（バランスのとれた）安定な状態に戻ろうとする働きが生じます。何らかのアクション（現象）を起こすことで、バランスを取り直そうとします。

　つまり、不安定な状態においては「位置エネルギー」をため込んだ状態であり、この状態を解消すべく何らかのアクション（運動）を起こすことで「運動エネルギー」に変える働きを生じるのです。

　アンバランスな状態では、西風成分が強化され過ぎていました。従って、この西風成分の大きさを、バランスの取れるレベルまで落とすことになります。その際、余剰な成分を南北方向に分散させようとします。このため、全体的な流れは、真っ直ぐの東西流（ゾーナル・タイプ）から、南北に蛇行する南北流（メリディオナル・タイプ）へと変化します。

　この波動は、傾圧性が強化されたことに伴うアンバランス（傾圧不安定）を解消するために生じる波なので、傾圧不安定波と言います。冒頭で示した「寒気と暖気のぶつかり合い」によって、上空でもこのようなメカニズムが働いています。温帯低気圧は、傾圧不安定波としての一面も持ち合わせています。