偏西風とは (ヘンセイフウとは) [単語記事]

偏西風とは、中緯度（北/南緯30～65度）において西から東に吹く恒常風である。中緯度偏西風とも呼ばれる。

概要

前提

偏西風そのものについて説明する前に、まず地球の大気循環について説明する。

赤道付近（低緯度）の地域は太陽光を大量に浴びやすく、高温な気候となる。地表の空気は太陽によって熱せられ膨張。その結果密度が低くなり、どんどん上昇していく。これは熱気球の仕組みを想像するとイメージしやすい。暖められて上昇した空気は中緯度（北/南緯30度）上空まで移動するが、その間に熱をどんどん放出していき、冷却される。冷却された空気は収縮し密度が高くなるため、今度は地表まで下降していき、赤道近辺まで戻っていく（貿易風）。このような赤道近辺から北/南緯30度前後で起きている大気の循環を、モデルを考案したイギリスの気象学者の名前から、ハドレー循環と呼ぶ。

一方で極（北極/南極）付近の地域は太陽光を浴びづらく、寒冷な気候となる。冷却され収縮した空気は密度が低くなるため、地表付近に集まる。その空気は極から高緯度（北/南緯65度）地表を移動するが、その間に熱せられて膨張するため、今度は上空まで上昇して再び極付近まで戻っていく。このような極近辺から北/南緯65度で起きている大気の循環を極循環と呼ぶ。

「文字だけじゃよくわからん！」という方は、こちらの画像を参照のこと（Wikipedia コモンズへ飛びます）。

本題

赤道から北/南緯30度前後で起きているのがハドレー循環、極近辺から北/南緯60度前後で起きているのが極循環というのがここまでの話だが、ではその間の中緯度（北/南緯30～65度）地域ではどのような大気の循環が起きているのだろうか。

答えは、中緯度地域の低緯度側（北/南緯30度）ではハドレー循環の下降気流（高気圧）、中緯度地域の高緯度側（北/南緯65度）では極循環の上昇気流（低気圧）が発達しており、風は気圧の高い方から低い方に吹くという性質から、北/南緯30度から北/南緯65度にかけて大気が循環している。もっと簡単にいうと、温暖な低緯度地域と寒冷な高緯度地域との寒暖差を緩めるべく、低緯度地域の熱が風によって高緯度地域まで運ばれている。このような大気の循環を、理論を提唱したアメリカの気象学者の名前から、フェレル循環と呼ばれ、そこで吹いている風が偏西風である。

ではなぜ偏西風が西から東に吹くのかというと、これは地球の自転による。地球は東側へ自転しているが、低緯度と高緯度では自転速度が異なり、低緯度ほど速く、高緯度ほど遅い。したがって、低緯度から高緯度に吹く偏西風は東向きに曲がる（コリオリ力）。

以上により、偏西風は北半球では南西から北東、南半球では北西から南東へ吹く。

ただし、偏西風はいつも北東/南東に向かっているわけではなく、波のように、大きく南北に蛇行しながら東へ吹くこともある。その場合、より高緯度の地域に暖かい空気が運ばれたり、より低緯度の地域に冷たい空気が運ばれたりする。また南北に大きく蛇行した偏西風は、ほかの低気圧・高気圧の進路を妨げる可能性があり、長期間に渡って同じ低気圧・高気圧が停滞するために、日照りや長雨などの異常気象に繋がりやすい。気象庁ではこの南北への蛇行を「東西指数」というもので指標化しており、中長期的な気象予報に活用している。

偏西風の具体的な影響など

日本では、天気がおおむね西から東へ変わる。これは偏西風が低気圧・高気圧などを西から東へ運んでいるため。
- 太平洋の低緯度帯で発生した台風は、コリオリ力の関係で北上していく。夏～秋は低緯度帯のなかでもより高緯度側に台風が発生するため、貿易風ではなく偏西風の影響を受け、日本列島を横断するような進路を取りやすい。
- 黄砂やPM2.5（微小粒子状物質）などもユーラシア大陸側から偏西風によって運ばれてくるため、大気汚染や健康被害につながることもある。
東京→福岡と福岡→東京の航空便では、福岡→東京のほうが飛行時間が短い。これは西から東への移動は偏西風が追い風なのに対して、東から西への移動は偏西風が向かい風になるため。
また、同じ福岡→東京の航空便でも、冬のほうが原則飛行時間が短い。これは北半球では冬に偏西風が発達するため。
- 偏西風は低緯度地域と高緯度地域の寒暖差によって生じているため、その寒暖差が大きければ大きいほど偏西風は強くなる。冬でも赤道付近の気温は大して変わらないが、高緯度地域は冷え込むため、寒暖差が大きくなる。
第二次世界大戦中、旧日本軍は太平洋上を吹く偏西風を利用して、気球に爆弾を搭載した風船爆弾をアメリカに向かって放った。詳細は単語記事「風船爆弾」に譲るが、偏西風頼みの無誘導兵器ながらも一部はアメリカ本土まで到達しており、若干の戦果をあげている。