建物の外部被害に関わる資料　その　11　『　竜巻　⑪　』

まず、竜巻の発生過程をみます。
上空に冷たい空気があり、地上には温められた空気の層がある時、
温かい空気は軽くなるので上へと昇り、上昇気流が発生します。
冷たい空気は重いので下へと降りようとするため
対流が起きやすくなり積雲が発生します。
積雲が集まったものが積乱雲です。

　　　　竜巻の発生(上昇気流の発生）

積雲は、強い上昇気流によって鉛直方向に著しく発達した雲です。
雲の高さは10キロメートルを超え、時には成層圏まで達することもあります。
夏によく見られる入道雲も積乱雲の一種です。
一つの積乱雲の水平方向の広がりは数キロ～十数キロメートルです。
一つの積乱雲がもたらす現象は、30分～1時間程度で局地的な範囲に限られます。

　　　　　竜巻の発生(積雲の発生）

積雲が集まり、入道雲になりさらに大きくなると、積乱雲になります。
入道雲と積乱雲は、形や暗さが異なります。
入道雲は上の方がもくもくとして、少し薄暗い程度ですが
積乱雲は上の方が平らで、昼間でも真っ暗になるようです。

　　　　竜巻の発生(入道雲の発生）

更に地上付近で空気が湿っているときは、
大気の状態が不安定となり、積乱雲が発達しやすくなります。
その上昇気流で出来た積乱雲（入道雲）の下に
回転気流が発生します。

　　　　竜巻の発生(回転気流の発生）

この回転する上昇気流が竜巻です。
激しさを増して渦巻状になり、
上昇気流に相乗りをしたものです。
上に向かう空気の流れ（上昇気流）と、
水平方向の空気の流れ（回転気流）が
合わさってできると考えられています。
竜巻周辺の気圧が下がり、水蒸気が水滴となり漏斗雲となり地上に向かって降りてきます。
多くの場合、漏斗状または柱状の雲をともないます。

　　　　　　竜巻の発生(漏斗雲の発生）

風が回転しながら上へ引き上げられます。
更に細く伸びることで回転が加速されます。、
回転のｽﾋﾟｰﾄﾞが上がると更に上昇気流が強まります。
強い上昇気流により周囲と気圧差が大きくなります。
渦巻き状態が強くなり、強力な竜巻となります。

竜巻は通常3種類あると言われています。
まずは陸上竜巻といわれています。
英語で、Landspout（ ランドスパウト）といい、通常竜巻というとこれをさすことが多いようです。
名前のとおり陸上で発生する竜巻で、別名「チューブ型砂塵竜巻」ともよばれます。
竜巻の先端(下降部)が地上に付いている状態です。
この先端部が地上に接する大きさで被害の大小が決まります。

　　　　　竜巻の発生(陸上竜巻の発生）

次に空中竜巻です。
英語で、Funnel aloft（ファネルアロフト）と言われています。
渦まきの下端が空中にあって、
地上や水上についていない竜巻のことをいいます。
この竜巻は竜巻の中にふくめない場合もあるようですが、

　　　竜巻の発生(空中竜巻の発生）

そして水上竜巻といわれています。
英語で、Waterspout（ウォータースパウト）といい、
竜巻の下端が水面に着いているものです。
水上竜巻は、別名「海上竜巻＝Seaspout（シースパウト）」とも呼ばれるようです。

　　　　 竜巻の発生(水上竜巻の発生）

ﾀﾞｳﾝﾊﾞｰｽﾄ/ｶﾞｽﾄﾌﾛﾝﾄは
下降気流による被害には「ﾀﾞｳﾝﾊﾞｰｽﾄ/ｶﾞｽﾄﾌﾛﾝﾄ」があります。
ﾀﾞｳﾝﾊﾞｰｽﾄは積乱雲から吹き下ろす冷たい下降気流が
地表に衝突して水平に吹き出す激しい空気の流れです。
被害地域は円形もしくは楕円形に水平に広がる傾向にあります。
積乱雲が移動することでﾀﾞｳﾝﾊﾞｰｽﾄも移動します。
吹き出しは数100mから10km以上になることもあるらしいです。
下降気流の部分では、時に雹が降ったり、
激しい下降気流に伴うﾀﾞｳﾝﾊﾞｰｽﾄ, 下降噴流とも呼ぶ）が発生したりするのです。

　　下降気流の発生(ﾀﾞｳﾝﾊﾞｰｽﾄの発生）

この冷たい空気が下降して事件を起こす作用はどこかで聞いた事があります。
そうです。2021.01.23のﾌﾞﾛｸﾞ
熱の移動と水分子を考える その⑲　『窓下の熱と水蒸気移動5　』　ｲﾝﾌﾟﾗｽ窓の提案
の中で窓際の冷たい下降気流の話をしました。
下降気流の下周辺で発生する「結露」の元凶でもある『ｺｰﾙﾄﾞﾄﾗﾌﾄ現象』です。
強風は伴ないませんが、冷気の下降現象は良く似ています。

　　　下降気流の発生(ｺｰﾙﾄﾞﾄﾞﾗﾌﾄ現象）

ｶﾞｽﾄﾌﾛﾝﾄ(下図の赤い矢印破線の上昇気流)は、積乱雲からの冷たい下降気流が地上に当たり (ﾀﾞｳﾝﾊﾞｰｽﾄ) 水平に吹き出し、周囲の暖かい空気と衝突した際にできる、上昇気流です。
ﾀﾞｳﾝﾊﾞｰｽﾄは、ｶﾞｽﾄﾌﾛﾝﾄができる一歩手前の現象であり、ﾀﾞｳﾝﾊﾞｰｽﾄが持続するとｶﾞｽﾄﾌﾛﾝﾄが形成されるようです。ｶﾞｽﾄﾌﾛﾝﾄが発生する範囲は狭く、その寿命も短いため、局地現象の1つであるとされています。