カリフォルニア湾の水分サージ、または単に湾サージは、高湿度の空気の脈動がカリフォルニア湾に押し上げられる気象現象です。湾サージは、北米モンスーンの時期に南アリゾナに湿気をもたらします。 1970 年代より前は、中央および南アリゾナのモンスーンの原動力となっている湿気は、バミューダ高気圧がより南西の位置に移動した結果であり、今度はそれがメキシコ湾からその地域に水蒸気を運んできたというのが気象学者の共通認識でした。しかし、1970 年代の現職気象学者は、カリフォルニア湾で発生したと考えられる断続的な水分サージが地域に浸透したと説明しています。これらのエピソードは、熱帯低気圧や偏東風など、バハ半島先端近くの対流システムに関係している可能性が高いことが指摘されました。
北米モンスーン
北米モンスーンは、卓越風の季節的な逆転として経験され、通常は降雨量の増加を伴います。開始は通常、米国南西部の強力な太陽熱により風向きが変わり始める7月上旬です。冬の間、米国南西部の気象パターンは、半永久的な高気圧と、準週間気象システムがその地域を通過するのが特徴です。寒冷前線が通過し、その後、徐々に尾根が形成されます。モンスーンの月には、強力な太陽放射による温熱的低気圧の発達により、亜熱帯の尾根は北上します。低気圧はメキシコ高原で発生し、徐々に北のフォーコーナーズ地域に向かって移動します。モンスーンによる雨は通常、シエラマドレオクシデンタルの西斜面に沿って5月または6月に降り始め、北上して、7月のある時期に南アリゾナに達します。北米のモンスーンがインドのモンスーンほど強くも持続的でもありません。主な理由は、メキシコ高原がアジアのチベット高原ほど高くも大きくもないからです。
ダイナミクス
メキシコ湾高潮の発生メカニズムについては、重力流、非地衡流、ケルビン波、ロスビー波などいくつか提唱されている。[1]しかし、その地域での観測が不足しているため、正確な原因は不明である。現在入手可能な、メキシコ湾から到達する水分を示す最良のデータは、アリゾナ州ユマのNEXRADレーダーによるものである。この機器は、鉛直風プロファイルと呼ばれる、大気中のいくつかの高度での風速と風向を計測する機能を持つ。メキシコ湾高潮の最初の兆候は、アリゾナ州ユマにおける地表風向の変化で、風向は西風から南東風に変わる。この流れは高潮が進むにつれて広く深くなる傾向がある。モンスーンの間、米国南西部上空に存在する熱的低気圧とメキシコ湾北部の相対的に高い気圧との間に圧力差が生じる。気圧傾度力により南から風が吹く。典型的な低気圧サージでは、バハ半島南端沖に大規模なメソスケール対流系が発達します。このような低気圧の周りの流れはサイクロン性で、反時計回りの循環となります。この循環の一部はメキシコ湾に流れ込み、導波管のように北上してアメリカ南西部へと流れ込みます。この湿った空気が北上するにつれて、既に吹き付けている南風と衝突し、アリゾナ州南部へと押し上げられます。メキシコ湾北部の高気圧は、この湿潤サージを東のツーソン地域へと押し上げる傾向があります。[2]
カリフォルニア湾の水分サージは、1970年代初頭に初めて科学的に記録された。フェニックス国立気象局に勤務していたジョン・ヘイルズは、1972年4月の月刊ウェザー・レビュー誌で、メキシコ湾サージは、カリフォルニア湾を北上して南アリゾナに流れ込む広い範囲の雲塊に関連していると記した。ヘイルズは、サージは大規模な海風に似ていると記している。[3]アイラ・ブレナーは1974年もメキシコ湾サージの研究を続け、ヘイルズと同様に、暖かく湿った空気が大気の最下層10,000フィート（3.0 km）を北上する大規模な海風に似ていることを発見した。ブレナーは、東風の波がメキシコ湾サージの発生に重要な可能性があることを示唆した最初の人物である。[4]
1990 年代半ばには、北米モンスーン システムへの関心が再燃しました。SWAMP–90 フィールド キャンペーンで収集されたデータを使用して、マイケル ダグラスは、水蒸気の急増が低レベルのジェット気流に関連していることを発見しました。ジェット気流は、地表から 300 メートル (980 フィート) から 600 メートル (2,000 フィート) 上空で最も強くなりました。また、日内変動も見られ、空気は午前中にカリフォルニア湾に向かって下り坂を行き、夕方には上り坂を行きました。フィールド キャンペーン中、ジェット気流は大きく変化する総観気象の中で一貫した特徴であることが判明し、調査された日の 75 % でユマに存在していました。[5]さらに、1995 年に打ち上げられたGOES 9機器によって、科学者は大気柱内の水蒸気量を検出できるようになりました。降水量の 等高線の時間変化を観察することで、科学者は湾を北上してアリゾナに至る水分の進行を追跡できます。 1997年のモデリング研究によると、強いメキシコ湾高潮の発生には、熱帯東風擾乱の数日前に中緯度西風擾乱が発生することが必要であることが示唆されている。西風擾乱はメキシコ湾上で発生する沈降量を増加させ、惑星境界層の深さを減少させる。東風波に伴う深層対流からの流出は、浅い境界層内に閉じ込められる。彼らは、弱い高潮は中緯度西風がなくても発生する可能性があるが、強い高潮には両方の要素が必要であると指摘している。[6] 2000年の月刊ウェザー・レビュー誌の記事で、フラーとステンスルドは、14年間の研究期間を通じて、東風波がバハ・カリフォルニアの先端を通過してから3日以内にメキシコ湾高潮を一貫して発生させていることを示す。彼らは、この相関関係から因果関係を断定することはできないが、1997年にステンスルドらが提唱した概念モデルと整合していることを強調している。 [ 7]
北米モンスーン実験は、2004年夏にカリフォルニア湾で実施された典型的な観測システムに加え、ラジオゾンデ、雨量計、レーダーといった多くの観測項目を追加した野外実験であった。この期間中、バハ半島先端付近を熱帯低気圧が通過したことに伴い、複数のサージが発生した。これらの事象では、米国のフォーコーナーズ地域における熱低気圧の発生や、シエラマドレ・オクシデンタル山脈沖の東風の増加による対流性下降気流の発生など、サージの特徴が数多く観察された。[8]
効果
サージの主な特徴の一つは水の輸送であるため、降水量と露点の測定値も上昇する可能性があります。水蒸気量の増加は対流有効位置エネルギー（CAPE）を増加させ、地形的に強制された対流を引き起こす可能性があります。メキシコ湾の水分は、モゴヨン・リムの地形により、通常、アリゾナ州中部と南部に限定されています。サージによる緩やかな誘導流は対流を山から押し出し、砂漠の谷に降雨をもたらします。
メキシコ湾の高潮による降水は、局地的に大雨をもたらし、鉄砲水を引き起こす可能性があります。 2003年8月には、ネバダ州ラスベガスで同様の現象が発生し、一部の地域では30分間に3インチ（7.6cm）を超える降雨量を記録しました。[9]
ヘイルズ[3]とブレンナー[4]の研究を要約し、フラーとステンスルドはメキシコ湾高潮に一般的に関連する影響について述べている。高潮の発生時には、地表温度が低下し、露点が上昇し、海面気圧が低下する。風向は北西から南へと変化する。これらの変化により、視程が低下し、雲が低くなる。その結果、低層の冷却が促進され、地表で最大となり、高度とともに減少する。高潮がメキシコ湾の北端に到達すると、アリゾナ州南部とカリフォルニア州南東部の砂漠地帯に広がり、冷却効果は拡散する。水蒸気量の増加は、米国南西部における雷雨の発生回数の増加につながる。
参照
参考文献
- ^ Zehnder, JA (2004). 「メキシコ湾高潮の動的メカニズム」. J. Geophys. Res . 109 (D10): D10107. Bibcode :2004JGRD..10910107Z. doi : 10.1029/2004JD004616 .
- ^ エリン・ジョーダン (2008年6月23日). 「Gulf Surge」. KOLDニュース. 2010年10月17日閲覧。
- ^ ab Hales, John E. (1972). 「カリフォルニア湾北上における海洋性熱帯気流の急増」. Mon. Wea. Rev. 100 ( 4): 298– 306. Bibcode :1972MWRv..100..298H. doi : 10.1175/1520-0493(1972)100<0298:SOMTAN>2.3.CO;2 .
- ^ ab Brenner, IS (1974). 「海洋性熱帯気流の急増 ― カリフォルニア湾から米国南西部まで」Mon. Wea. Rev. 102 ( 5): 375– 389. Bibcode :1974MWRv..102..375B. doi : 10.1175/1520-0493(1974)102<0375:ASOMTA>2.0.CO;2 .
- ^ Douglas, MW (1995). 「カリフォルニア湾上の夏季低層ジェット気流」. Mon. Wea. Rev. 123 ( 8): 2334– 2347. Bibcode :1995MWRv..123.2334D. doi : 10.1175/1520-0493(1995)123<2334:TSLLJO>2.0.CO;2 .
- ^ Stensrud, DJ; Gall, RL; Nordquist, MK (1997). 「メキシコモンスーン期のカリフォルニア湾における高潮」. Mon. Wea. Rev. 125 ( 4): 417– 437. Bibcode :1997MWRv..125..417S. doi : 10.1175/1520-0493(1997)125<0417:SOTGOC>2.0.CO;2 .
- ^ Fuller, RD; Stensrud, DJ (2000). 「北米モンスーン期におけるカリフォルニア湾上の熱帯偏東波と高潮の関係」. Mon. Wea. Rev. 128 ( 8): 2983– 2989. Bibcode :2000MWRv..128.2983F. doi : 10.1175/1520-0493(2000)128<2983:TRBTEW>2.0.CO;2 .
- ^ Higgins, RW; Shi, W. (2005). 「カリフォルニア湾のモイスチャーサージと東太平洋盆地における熱帯低気圧の関係」. J. Climate . 18 (22): 4601– 4620. Bibcode :2005JCli...18.4601H. doi : 10.1175/JCLI3551.1 .
- ^ バリー・ピアース (2007年5月24日). 「メキシコ湾高潮評価：2003年8月19日」. 国立気象局, ラスベガス, ネバダ州. 2010年10月15日閲覧。
