上空の風（地衡風）は、等圧線に「平行」に吹くと学びました。
しかし、地上付近の天気図を見ると、風は等圧線に対して斜めに、低気圧の中心に向かって吹き込んでいます。
この「ズレ」を生む原因こそが、地面との摩擦です。
1. 地上風とは
地上風とは、気圧傾度力、コリオリ力、そして摩擦力の3つの力が釣り合って吹く風のことです。
- 吹く場所： 地上から高さ約 $1km$ までの「大気境界層（摩擦層）」。
- 特徴：
- 風速が落ちる： 摩擦によってブレーキがかかるため、地衡風より遅くなります。
- 向きが変わる： 等圧線を横切り、気圧の低い方へ吹き込みます。
- 交角（こうかく）： 等圧線と風向がなす角度のこと。
- 海上（摩擦小さい）： 約 10〜20度
- 陸上（摩擦大きい）： 約 30〜45度
2. 地上風の釣り合い
なぜ摩擦があると、風は低気圧の方へ曲がるのでしょうか？
3つの力のベクトルの釣り合いを見てみましょう。
力の釣り合い図（北半球）
摩擦力は風と逆向きに働き、コリオリ力は風の右直角方向に働く。
3つの力の合力がゼロになり、風は等圧線を横切る。
この図が成立する理由を順を追って説明します。
- 摩擦が働く： 地面の影響で摩擦力 ($R$) が発生し、風速を弱めます。
- コリオリ力が減る： コリオリ力は「風速に比例」するため、風が弱まるとコリオリ力 ($fv$) も弱まります。
- バランスが崩れる： 本来、気圧傾度力 ($P_n$) と釣り合うはずだったコリオリ力が弱くなってしまったため、気圧傾度力の方が勝ってしまいます。
- 引き寄せられる： 勝った気圧傾度力に引っ張られる形で、風向きが低気圧の方へ（等圧線を横切るように）ズレて、最終的に3つの力で釣り合います。
📝 試験対策のポイント
- 摩擦が大きい（陸上）ほど： 風速はより遅くなり、交角（ズレ）は大きくなる（より中心へ吹き込む）。
- 摩擦が小さい（海上）ほど： 風速は地衡風に近くなり、交角（ズレ）は小さくなる。
