9-2 台風の成因と構造

台風とは、北西太平洋または南シナ海に存在する熱帯低気圧のうち、最大風速が約17m/s(34ノット)以上になったものを指します。巨大な空気の渦巻きであり、地球の熱エネルギー移動の主役の一つです。

1. 台風の成因(発生メカニズム)

台風のエネルギー源は、暖かい海面から供給される水蒸気です。

  1. 蒸発と上昇: 熱帯の暖かい海(通常26〜27℃以上)から大量の水蒸気が蒸発し、上昇気流が発生します。
  2. 凝結と潜熱の放出: 水蒸気が上空で冷やされて雲粒(水滴)になるとき、大量の熱(潜熱)を放出します。
  3. 気圧低下と渦の強化: 放出された熱が周囲の空気を温め、上昇気流をさらに強めます。これにより地上の気圧が下がり、周囲から湿った空気がさらに強く吹き込みます。
  4. 地球の自転: 吹き込んだ風は、地球の自転の影響(コリオリの力)を受けて回転を始め、巨大な渦へと成長します。コリオリ力が必要なので赤道付近(緯度5°以下)ではほとんど発生しません。

第二種条件付不安定(CISK): この「空気の収束」と「潜熱による加熱」が互いに強め合うサイクルによって、台風は維持・発達します。


2. 台風の構造

台風は単なる雲の塊ではなく、高度に組織化された構造を持っています。ここでは「雲」と「温度」の2つの側面から見ていきます。

2.1 雲の構造

  • 台風の眼: 中心の下降気流がある領域。雲が少なく、風も穏やかで晴れていることもあります。眼がくっきりしているほど、台風の勢力が強い傾向があります。
  • 眼の壁雲: 眼を取り囲む、発達した積乱雲の壁。ここが最も風雨が激しい場所です。
  • スパイラルバンド: 中心の外側にアーム状に伸びる積乱雲の列。通過時に断続的な激しい雨をもたらします。

2.2 温度構造(暖気核)

台風の構造における最大の特徴は、「暖気核(ウォームコア)」を持っていることです。

  • 中心ほど暖かい: 台風の中心付近の上空は、周囲の同じ高さの空気に比べて気温が非常に高くなっています(時には10℃以上高いことも)。
  • 理由: 積乱雲の中で水蒸気が凝結する際に放出する莫大な熱エネルギーが、台風の中心部に蓄積されるためです。この暖かい空気の柱が、台風の低い中心気圧を維持する鍵となっています。

3. 風の分布(危険半円と可航半円)

台風の風は一様ではありません。進行方向に対して右側と左側で強さが異なります。

  • 右側(危険半円): 台風自身の「反時計回りの風」に、台風を移動させる「指向流(移動速度)」が足し合わされるため、風が強くなります。
  • 左側(可航半円): 台風自身の風と移動速度が打ち消し合うため、右側に比べると風は相対的に弱くなります(※あくまで相対的なもので、暴風であることに変わりはありません)。

4. 台風のライフサイクル

台風の一生は、大きく4つの段階に分けられます。

  1. 発生期: 熱帯の海上で積乱雲がまとまり、渦を巻き始め、熱帯低気圧から台風になります。
  2. 発達期: 中心気圧が急激に下がり、勢力が強まります。「眼」が形成されるのもこの時期です。
  3. 最盛期: 中心気圧が最も低くなり、暴風域が最大になります。
  4. 衰退期:
    • 上陸: 地面との摩擦や水蒸気供給の遮断により衰えます。
    • 北上: 水温が低い海域へ移動し、エネルギー源を失います。
    • 温帯低気圧化: 北からの冷たい空気を取り込み、性質を変えて温帯低気圧に変わります(必ずしも弱まるわけではなく、範囲が広がることがあります)。

5. 台風と温帯低気圧の違い

どちらも「低気圧」ですが、その動力と構造は全く異なります。

特徴台風(熱帯低気圧)温帯低気圧
エネルギー源水蒸気の凝結熱(潜熱)南北の温度差(寒気と暖気の位置エネルギー)
前線なし(空気の性質が均一)あり(温暖前線、寒冷前線)
温度分布中心が暖かい(暖気核中心に向かって冷たい場合が多い
等圧線の形丸く、同心円状楕円形や前線付近で折れ曲がる
風の分布中心付近が最強で、外側ほど弱い中心から離れた場所でも強いことがある