大気の対流

一般小学生

まとめ

大気対流
地球上の緯度による受熱量の差を解消し、熱バランスを保つために生じる大規模な空気循環現象

解説

地球は球体であるため、赤道付近では太陽光が垂直に近く当たり、単位面積あたりのエネルギー量が多くなります。一方で極地方では太陽光が斜めに当たるため、エネルギー量が少なくなります。この熱の不均衡を解消するために、暖かい空気が上昇し、冷たい空気が流れ込むことで大規模な対流が起こります。

この対流は地球の自転によるコリオリの力の影響を受け、一つの大きな輪ではなく、主に3つの循環(セル)に分かれています。それぞれの循環の性質をまとめると以下の通りです。

循環名 緯度範囲 特徴
ハドレー循環 低緯度(0〜30度) 赤道で上昇し、緯度30度付近で下降する直接循環
フェレル循環 中緯度(30〜60度) 南北の循環に引きずられて動く間接循環
極循環 高緯度(60〜90度) 極で下降し、緯度60度付近で上昇する直接循環

これらの循環により、地球全体の気候帯や恒常風の分布が決定されています。

コラム

大気の対流によって生じる地表付近の風を恒常風と呼びます。ハドレー循環の下層では貿易風が吹き、フェレル循環の下層では偏西風が吹きます。これらの風は、かつては大航海時代の帆船の航路に利用され、現代でも航空機の飛行時間や日本の気象予報に大きな影響を与えています。特に日本の上空を流れる偏西風(ジェット気流)は、天気が西から東へと変わる主な原因となっています。

小学生のみなさんへ

お部屋でエアコンをつけたとき、あたたかい風は上のほうへ、つめたい風は下のほうへいくのを知っていますか?空気には「あたたまると軽くなって上へのぼり、冷えると重くなって下へさがる」という性質があります。これを「対流たいりゅう」といいます。

地球全体でも同じことが起きています。太陽の光が強く当たるあつい赤道の近くでは、空気がどんどん上へのぼっていきます。逆に、とてもさむい北極ほっきょく南極なんきょくでは、空気が冷やされて下へさがってきます。このようにして、地球の空気は大きな流れを作って、熱を運んでいるのです。

ルラスタコラム

お風呂のお湯をわかしたとき、上の方はあついのに下の方はつめたいことがあります。これも水の「対流たいりゅう」が起きているからです。お湯をよくかきまぜるのは、この対流を助けて温度を同じにするためなんですよ。

テストでの問われ方・理解度チェック

【基礎】 大気の対流が起こる一番の原因は何ですか。
緯度によって太陽から受けるエネルギーの量に差があり、赤道付近と極地方で温度差が生じるため
【応用】 地球の対流が3つの循環(ハドレー・フェレル・極)に分かれるのはなぜですか。
地球が自転しているため、その回転によって生じる「コリオリの力」が空気の動きを曲げるから
【実践】 緯度30度付近で空気が下降してできる、雨が少なく乾燥した地域を何と呼びますか。
亜熱帯高圧帯(中緯度高圧帯)

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