トラフと渦度の使い方

500hPa高度・渦度の解析・予報図では、トラフや正渦度に着目することで、低気圧の盛衰や動きに関する情報を読み取ることができます。

今回は、過去問の出題事例をもとに、トラフ、正渦度、正渦度域、正渦度移流域の利用方法をまとめます。

【注意】本記事の図５の出典は気象庁、それ以外は気象庁の天気図をもとに、当サイトが加工して作成したものです。

トラフの使い方

 

▼低気圧の盛衰判断

トラフと地上低気圧の相対的位置から、低気圧が「発達する」、「最盛期にある（閉塞している）」、「トラフと低気圧の関係はない」、の判断ができます。

 

通常、低気圧の盛衰判断は、下層の温度移流や鉛直流（上昇流、下降流）などと合わせて総合的に行います。

 

実例

図１は、初期時刻（2021年3月4日00UTC）から（１）１２時間後、（２）２４時間後、（３）３６時間後のトラフと地上低気圧中心の位置を比べたものです。

 

（１）１２時間後（図１(1)）

初期時刻から１２時間後、東シナ海には中心気圧が1016hPaの低気圧があり、東に進んでいます。トラフは地上低気圧の西側にあり、低気圧は発達が予想されます。

（２）２４時間後（図１(2)）

しかし、この低気圧は進行が遅いようです。日本のはるか東にある高気圧が日本の南に勢力を残し、低気圧の進行を邪魔しているようです。

このため、２４時間後にはトラフは地上低気圧の真上もしくは少し東側に位置する予想です。中心気圧が１２時間前から変わらず1016hPaであることからしても、この低気圧は最盛期にあると思われます。

（３）３６時間後（図１(3)）

さらに３６時間後になると、トラフは完全に地上低気圧を追い越して先行します。低気圧はこれ以上発達することはありません。これを裏付けるように、閉じた等圧線は解析されなくなります。

 

なお、トラフが低気圧を追い越しても、低気圧は別のトラフと結びつくことで発達を続けることがあります。

 

正渦度域（強風軸）の使い方

 

正渦度域そのものが問われることはあまりありませんが、強風軸を使った問題が出題されます。

正渦度域と負渦度域の境界が東西方向に接しているとき、そこは風速が周囲に比べて大きい強風軸になっています。これは「渦度０線」とも呼ばれ、ジェット軸に対応しています。

なお、渦度０線が等高線を何本も横切るケースは、ジェット軸に対応していません（図２）。

 

▼台風の進路予想

台風は低緯度では偏東風にのって西に進み、中緯度では偏西風に流されて東よりに移動するようになります。「台風は一般流にのって流れる」と表現することもあります。

 

 

▼低気圧の閉塞判断

寒冷前線が温暖前線に追いつくと、暖気は上空に押し上げられて下層は寒気に覆われます。

一方、強風軸を挟んで低緯度側（南側）は気温が高く、高緯度側（北側）は気温の低い領域です。このため、寒冷前線が温暖前線に追いついたところ（閉塞点）を境にして、低気圧の中心は強風軸の北側に移行します。

 

 

実例１

2017年10月の台風第21号の事例を見てみます。

図３(1)によると、台風の進路は20日に東よりの成分を持ち始め、21日から加速して22日に上陸、23日に海上で温帯低気圧になりました。

 

図３(2)を見ると、台風は22日には5700mの強風軸にのっていることが分かります。

 

実例２

出題：38-2-3(1)②

日本の南にある台風が今後、加速して北東に進むと予想される理由を、渦度に着目して答えさせる問題です。

 

図４では台風は四国の南方海上にあり、強風軸（紫色の線）に接近しています。風の上流側では北緯３６°付近に強風軸があり、今後、台風は強風軸で流されることが予想されます。

「渦度の０線に対応する強風軸が、台風の西側で台風とほぼ同じ緯度まで南下するため」が模範解答でした。

 

実例３

出題：47-2-2(2)③

第４７回の実技２では、500hPa高度・渦度２４時間予想図を使って、低気圧が閉塞を開始する理由を問われました。図５において、地上低気圧の中心は赤い×で記入してあります。

ジェットに対応する強風軸は、日本の東では5460m付近です。地上低気圧の中心は500hPa強風軸の北側にあるため、この時刻には閉塞を始めていると予想されます。

 

模範解答は「地上の低気圧中心が500hPa 面の強風軸の北側に入る」です。

 

正渦度移流域の使い方

 

正渦度移流域とは、正渦度極大域が接近してくる領域のことです。

正渦度移流域では上昇流が強化されるため、低気圧が発達しやすくなります。

※正渦度移流域のイメージが分からない方はこちら。

 

▼低気圧の発達判断

地上低気圧が、トラフ前面の強い正渦度移流域に入ると、その低気圧は発達が予想されます。

 

 

実例

出題：47-2-2(2)②

三陸沖の低気圧が発達する理由を、トラフと渦度に言及して答えさせる問題です。低気圧は赤い×印で示してあります（図６）。

 

低気圧の後方にはトラフがあります。また、トラフと低気圧の間には+165の正渦度極大値があります。

混み合った等渦度線を横切って、風が吹いていくことが予想されます。すなわちここは強い正渦度移流域になっています。

「低気圧はトラフの前面の強い正渦度移流域に入るため」が模範解答です。

注）試験では温度移流についても問われていますが、ここでは省略しました。

 

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