モンスーン(季節風)

[*]印のページは暫定かつローカル限定です。

風向が夏と冬で逆転するという定義による季節風の分布 (増田)

• 東西帯状の循環 (熱帯収束帯、貿易風、亜熱帯高圧帯、偏西風)の季節的シフト
  • 温帯(緯度30度付近)季節風: 夏に東風 (貿易風)、冬に西風 (偏西風)
  • 熱帯モンスーン: 夏に西風 (熱帯収束帯の赤道側)、冬に東風 (貿易風)
• 東西不均一な特徴 ← 大陸・海洋の(季節変化に関与する)深さの違い、地形の影響

アメリカ合衆国NCEP再解析第2版データの1979年から1993年までの平均

やや詳しくは別記事 (学会予稿)参照。

海陸の熱的コントラストによって作られる循環

• 海陸の熱的コントラスト
  • 熱容量の違い ← 季節変化に関与する層の厚さの違い
  • 夏は陸のほうが温度が高い ⇔ 冬は陸のほうが温度が低い
• 陸はどのように大気を加熱するか
  • 顕熱加熱 ... 陸に接した空気の温度が上がる (密度が下がる)
  • 潜熱加熱 ... 陸に接した空気の水蒸気量がふえる (エネルギーがふえる)。 水蒸気が凝結するところで空気の温度が上がる (密度が下がる)。
• 密度差によって作られる循環
  • 軽い(密度の小さい)空気が上昇し、重い(密度の大きい)空気が下降する
    • 上下の密度の差 → ローカルな対流 (積雲対流を含む)
    • 水平的な密度の差 (+鉛直混合) → 広域の扁平対流[仮称] [ローカルな対流に対しては安定成層]
• 熱的強制によって作られる扁平対流の具体的な形
  • 海陸風 ... 日変化、水平 百km、高さ 約2 km
  • 熱帯プレモンスーン循環、温帯季節風循環(たぶん) ... 顕熱加熱、水平 数千 km、高さ 約5 km(?)
  • 熱帯モンスーン循環 ... 潜熱加熱、水平 1万 km、高さ 約15 km(全対流圏)

熱帯モンスーンのしくみ

順を追った説明(Webster, 1987)[*]; 植田 (2012) 3.1節「古典的な概念と新たな解釈」

モンスーンのしくみは必ずしもこれだけではない

• 大気に対する熱源(水の凝結)の位置は大陸の東側にずれている (例、T.-C. Chen, 2003 Journal of Climate論文)
• 海洋・大気相互作用も重要である (比較的最近のWebsterの主張など)

典型的モンスーン・季節風

• 熱帯の「夏のモンスーン」 ... インド・インドシナ半島・北西太平洋、西アフリカ (以上北半球、南西風)、 インドネシア・オーストラリア北部 (南半球、北西風)など。
  • 大気上端に入射する太陽放射の多い季節を仮に「夏」と呼ぶ。
  • 夏の初めは陸面温度があがり、 地上気温でみるといちばん暑くなる(注意:現地語の「夏」はこの季節をさす可能性が高い)。 陸上で上昇する循環(プレモンスーン循環)が発達。高さはふつう対流圏中層まで。 (ただし山地・高原の地形の影響も受ける。) 下降域は海上にあるはず。
  • かなり急激に「モンスーンの入り(onset)」。 インド南西部では6月初めごろ。オーストラリア北部では12月下旬ごろ。時期は年々変動する。 (当初は陸上で)積雲対流。対流圏上端に達する循環(モンスーン循環)が発達。 モンスーンの明け(withdrawal)はインドでは9月ごろ、オーストラリアでは3月ごろ。 いったん発達すると、上昇流をつくる熱源は積雲であり、 陸面と海面の温度差はあまり関係なくなることが多い。
  • モンスーンは数十日程度の時間スケールで強まったり弱まったりする。
• 温帯東アジアの「冬の北西季節風」
  • 冬に、地上気温が低いことに伴って、 大陸上(シベリア・モンゴル)に高気圧ができる。ただしこれは対流圏下層に限られた背の低い高気圧である。
  • 大陸の東側(日本付近)での地上風はこの高気圧から吹き出す北西寄りの風となる。
  • 日本海などの海面から顕熱と水蒸気を受け取る。
  • 日本の山に押し上げられて上昇し雪や雨をもたらす。下降域では湿度が低い。
• 熱帯東南アジアの「冬の北東モンスーン」
  • 温帯の北西の季節風は、回帰線付近で向きを変えて北東風となる。
  • 海面から顕熱と水蒸気を受け取るため、南シナ海中部あたりではもはやあまり冷たくはない。
  • 10〜20日程度の時間スケールで強まったり弱まったりする。
  • フィリピン東岸、ベトナム東岸、タイ南部・マレー半島東岸、ボルネオ北岸などに、 積雲対流による大雨をもたらすことがある。
  • 赤道を越えて北西寄りの風となり、南半球側の夏のモンスーンに合流する。 ジャワ北岸などに大雨をもたらすことがある。
• 梅雨 (Meiyu, Baiu) ... 亜熱帯前線に伴う雨。 風で見た季節風には含めないが、雨で見たモンスーンには含めることが多い。 (補足説明を考えているが授業期間後になるかもしれない。)

補足

• 海洋研究開発機構 (旧)地球観測データ統合・解析プロダクトウェブサイトFIntAn (2010年度作成。増田が一部の材料を提供しました。2013年6月まで維持されましたが、 その後なくなってしまったので、web.archive.orgに保存されているコピーにリンクしておきます。)
  • [アジアモンスーン域の水循環]
    • [アジア域の格子点降水量データ / 季節ごとで降水量に大きな変化がみられるアジアモンスーン地域]
      • [その図1: 5,6,7,8月の降水量]
      • [その図2: 11,12,1,2月の降水量]
    • [冬の北東モンスーンがもたらす東南アジアの大雨 / 明確な日周期をもつ東南アジアの大雨のメカニズムに迫る]
• 増田[モンスーンとはなにか [JAMSTEC海洋科学技術学校、2004年8月31日] ]
• 植田 宏昭, 2012: 気候システム論。筑波大学出版会。 [読書メモ]