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風はなぜ吹く?風の仕組みと原因をわかりやすく説明します!

自然・宇宙

風が吹く理由




地球の周りには大気〔地球の表面にある空気の層〕があるのですが、その大気は常に動いています。

風はその大気の流れの一種になるのですが、太陽からの熱地球の自転〔地球が地軸を中心に回転すること〕、地形の違いなどによって引き起こされています。



それでは、順番に見ていきましょう!


太陽からの熱からの気圧変化




太陽の熱は地球の表面を暖めますが、場所によって温まり方が異なるため「温度差」が生じます。


暖かい空気は膨張して軽くなり「上昇」する性質があります。すると、その空間の気圧が下がり、周囲の空気が流れ込んできます。一方で、冷たい空気は収縮して重くなり「下降」するため、地表近くの気圧が高くなります。



この温度差による「気圧の変化」が空気の流れ(風)を生み出すのです。




例えば、夏の海辺では昼と夜で風の向きが変わるのを感じたことがありませんか?


  • :陸は太陽の熱で温まりやすく、上昇気流が発生して気圧が下がる。すると、気圧が相対的に高い海側から陸へ向かって風が吹く。

  • :陸は冷えやすく、空気が収縮して気圧が上がる。そのため、今度は気圧が相対的に低い海へ向かって風が吹く。



これもまた温度差によって生じた気圧差が原因で発生しています。




このように、気温の変化 → 気圧の変化 → 空気の移動(風) という流れで風が吹くのです!



「気圧の変化」による空気の移動(風)の例

台風や低気圧の風


台風や低気圧の中心は周りよりも気圧が低いため、空気が周囲から流れ込んで渦を作ります。このため、台風の周りでは強い風が吹くのです。

🌪 → 台風の風は気圧の変化で発生!


ビル風(都市部の風)


都会では高いビルの間を風が勢いよく吹き抜けることがあります。これは、ビルが風の通り道を狭めて圧力が変わり、風が加速するためです。


また、昼間に太陽がビルを暖めると、ビルの周りの空気が上昇します。この上昇気流が生まれると、周囲の空気がその隙間に流れ込むことになり風が強く吹きます。

🏙 → 高層ビルの間では風が強くなる!

地球の自転




地球の自転も風を生む要因の一つとなります。



地球が自転〔地軸を中心に回転〕することで、地表と大気も一緒に回転します。


しかし、地球の自転によって地表と大気の間にわずかなズレが生じ、それが「コリオリ効果」と呼ばれる現象を引き起こします。



コリオリ効果とは、地球の自転によって生じる見かけ上の力のことで、これにより風の進行方向が曲げられます。


例えば、北半球では風が進行方向の右へ、南半球では左へ曲がるのが特徴です。


コリオリ効果



見かけ上の力で風が曲がる理由は、地球が回転しているためです。


地球の自転によって、空気(風)は地表と一緒に回転します。しかし、風が動く速度と地球の回転速度が異なるため、風の進行方向がずれて見えます。このずれがコリオリ効果を生み、風が曲がる原因となります。

簡単に言うと、風が進む方向に対して地球が回転しているため、風は曲がってしまうのです。




更に、風の流れには気圧も大きく関係しています。



空気は高気圧〔空気が密集しているところ〕から低気圧〔空気が薄いところ〕へ向かって流れる性質があるため、本来ならば、風は単純に高気圧から低気圧へまっすぐ流れるはずですが、コリオリ効果によって進行方向が曲げられるため、実際にはまっすぐではなく渦を巻くような動きをします。例えば、台風の渦巻きもこの影響によるものです。

つまり、地球の自転によるコリオリ効果と気圧の違いが影響し合うことで、風の方向や流れが決まるのです。


地形の影響




地球の表面は均一ではなく、海や陸地、山など地形の違いがあります。このような地表の違いも、風(大気)の流れやパターンに影響を与えます。

例えば、山や谷などの地形は風の流れを変える要因の一つです。



山の斜面では、空気が押し上げられて上昇し、山頂を超えると下降して風の速度や方向が変化し、空気の上昇や下降によって気圧の変化も生じます。



上昇気流が発生すると、地表付近の空気が持ち上げられて気圧が低くなり、逆に下降気流のある場所では空気が押し下げられて気圧が高くなるのです。





このように、地球の自転によるコリオリの力気圧の変化、そして地形の影響など、様々な要因が組み合わさることで、私たちが大気中の『風』を感じていたのです!



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