冬型が強まると日本海沿岸に筋状の雲が発生する。この筋状の雲はシベリア高気圧の移流、気団の変質が原因で発生する。以下にその発生メカニズムを説明する。
大陸や海洋のように、水平の広がりが1000km以上にわたって一様である地域に、大気が長期間停滞すると、特有な性質をもった空気の固まりができる。これを気団という。冬期のシベリア地域の大気最下層は、地表の強い放射冷却により低温で乾燥している。これがシベリア気団の発源地の状態である。
さらに下降気流によって厚い逆転層*１が形成され、安定した成層をもったシベリア気団（高気圧）が形成される。日本付近を通過する低気圧が北西太平洋などで発達すると、この高気圧との間に強い気圧傾度が生じ、気団は冬の北西季節風に流され、日本海上を吹き渡る。このとき、気団は日本海で水蒸気と顕熱を補給し、気団下層は不安定になる。十分に不安定になると対流が発生し、筋状の雲が形成される（写真１、２）。
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＜１９９３ 「ひまわり」で見る四季の気象 より＞ |
*１通常、対流圏内では高度とともに気温が減少するが、場合によっては高度とともに気温が高くなる層が観測されることがある。この層を逆転層という。
- 実験目的
前節の筋状の雲の発生メカニズムを実験によって確かめるためる。
- 実験道具
段ボール（トイレットペーパーの箱が好ましい）、バット（ドライアイスの煙が見えるように下に黒いものを敷くとよい。段ボールを底に沈ませるとよく見えた）、カップ麺の容器、ドライアイス、湯。
- 実験方法
- 段ボールで図１のような装置を組み立てる。このとき助走路は煙が流れやすいように少し傾斜をつけておく。助走路の下流に湯を入れたバットを置く。
- 段ボールの箱の中に湯を入れた容器を置き、その中にドライアイスを投入すると白い煙（水蒸気の凝結したもの）が発生する。この煙を助走路へ流し、湯の入ったバットへ導く。このときロール状の筋状雲が形成される。
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＜１９９４ 気象の教え方学び方 気象の教室６ より＞ |
- はじめ、湯の温度を高め（約40℃）にしたとき、激しい上昇流が発生し、筋状の雲は観察されなかった。
- 次に温度を30〜33℃にすると写真３〜８のようなきれいな筋状雲が数秒間（写真５〜８の間隔は約１秒）観測された。
- さらに温度を下げる（25℃）と煙はほとんど変化せずに移流することが確かめられた。
- 煙の量が多いときは筋は観測されなかったが、次第に煙が少なくなっていくとともに観測され始めた。
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写真３ 煙の量が多く対流が見られない。 |
写真４ 煙の量が適当になり、筋が見られるようになる。 |
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写真５ 再び煙の量が多くなり（一度煙を貯めたため）筋が消える。 |
写真６ きれいな筋が５〜６本見られる。 |
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写真７ 煙の量が少なくなり次第に消える。 |
写真８ 筋はほとんど見られなくなる。 |
以上のことから温度や空気の移流量によって筋状の雲の形成過程が変化することが分かる。また、この煙を下流から観測すると、図６のような対流が起きていることが確認でき、全体から見るとこの対流はロール状をしていることがわかった。
実際に、写真１、２のような筋状の雲は図６のような形で対流しながら移流をしているため、ロール状の雲を形成している。
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対流のパターンは上昇流の下にアルミ粉が集まってできた縞模様を見ることができる。 |
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気象の教え方学び方 気象教室６ |
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一般気象学 |
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「ひまわり」で見る四季の気象 |
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気象の事典 |
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図解 気象の大百科 |
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