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フェーン現象とはなにか?

☆フェーン現象とはなにか?
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「フェーン現象ってなんだったっけ?」と聞かれましたが、
「山とかから風が降りて来る時、気温が暑くなる」
とかしか答えられなかったので、調べた時の覚書です。
なにやら難しいので合っているとは限りません。




・フェーン現象とは?


湿った空気の風が、山の斜面を越え、
山を下りて来た時、乾燥した暖かい気温になってしまった事。

湿った空気の風が高い山を越えて、元々の風の温度より暑く乾燥してしまった事。
湿った空気の風が、山を越える場合、山を挟んで風上より風下での風の温度が高く乾燥してしまう事。
その場合、強い風だったりもする。

例えば、西の地方で20℃だった風が、山々を越え、東の地方で30℃になったとか。

「フェーン」というのは、ドイツ語で、スイスのフェーン地方、アルプスの山脈で吹く局地風(特定の地域を限って吹く風)が由来だそうです。
漢字の当て字で「風炎」と書くそうです。

分けて書くと、
「フェーン」:山を越え吹いて来る暖かく乾燥した風
「フェーン現象」:フェーンの風下で、気温が上がってしまう現象

フェーン現象が起きた地域では、暑く乾燥している空気の為か、
イライラしたり調子が悪くなる人が多いらしい。


・なぜ暑く乾燥した風になるのか?


フェーン現象と言えるものが起こる時と、起こらない時をどちらも混ぜて書いてみます。

① 湿った空気を含む風が山の斜面を上昇開始。
② 湿った空気を含む風(空気)は、山を登るにつれ膨張して冷やされる
  100mの上昇で1℃程下がるらしい。
③ 風(空気)がある程度、山の上に行く
  山の高さによって、ここで分かれる
  ・水蒸気が雲になるような高い山なら(風の上昇の最大でないなら)④へ
  ・水蒸気が雲にならないような低い山なら(風の上昇の最大なら)⑥へ

④ (飽和水蒸気量に達し)空気に含まれていた水蒸気が雲になって(露点)、雨が降って、
⑤ 風(空気)は、(雨として降ったため)水蒸気が減り乾燥。
  これ以上は、100mの上昇で0.5℃程下がるらしい。
  (水蒸気が水に変わる時、熱を発生する為、温度があまり下がらなくなる)

⑥ カラカラ風(空気)が山の斜面を下降開始。
⑦ 風(空気)は山を降りにつれ温くなる
  100mの上昇で1℃程上がるらしい。

  山の高さによって、ここで分かれる
  高い山なら⑧-1へ 低い山なら⑧-2へ
⑧-1 降りてきた風は、登る前の風より暑い。
⑧-2 降りてきた風は、登る前の風と同じくらいの温度。


ただし、100mの上昇で、1℃程気温が、上がるとか言うのは
空気に含まれる湿度によって変わるそうです。
100mの上昇で、0.5℃から1℃程の幅があるそうです。

固定数値で書いてあり、この事を書かずに説明されているページなどもあり
注意が必要かと思います。

・例:フェーン現象が起きる場合


例えば、2000mの山を、初め20℃の風が登り降りするとする。
1000mで露点とする。
100m上昇で、気温は1℃下降。露点後は、100m下降で、0.5℃。
100m下降で、気温は1℃上昇とする場合。

①から⑧の流れの場合。

上昇時
100mの上昇で1℃程下がるので、
1℃×10=10℃
20℃-10℃で10℃

1000m時(露点時)、だいたい10℃になる。
そのまま上昇。あと1000m。

100mの上昇で0.5℃程下がるので、
0.5℃×10=5℃
10℃-5℃で5℃

下降時
100mの下降で1℃程上がるので、
1℃×20=20℃
5℃+20℃で25℃

1000mの山を、初め20℃の風が登り降りすると25℃になって
フェーン現象が起こった事になる。


・例:フェーン現象が起こらない場合


例えば、1000mの山を、初め20℃の風が登り降りするとする。
1000mで露点とする。
100m上昇で、気温は1℃下降。露点後は、100m下降で、0.5℃。
100m下降で、気温は1℃上昇とする場合。

①②③⑥⑦の流れの場合。

上昇時
100mの上昇で1℃程下がるので、
1℃×10=10℃
20℃-10℃で10℃
山の上の方でだいたい10℃になる。

下降時
100mの下降で1℃程上がるので、
1℃×10=10℃
10℃+10℃で20℃

1000mの山を、初め20℃の風が登り降りすると20℃になって
フェーン現象は起こらない。

・なぜ、上がる時は途中で、空気の下がる温度が変わるのか?


普通、空気の温度は高い所に行くほど低くなります。
雲が出来ずにに空気が上る時は、100mで大体1℃の温度低下して行くそうなんです。
これは空気が水蒸気を含む量によって、1℃とは限らず0.5℃から1℃程っていう事だそうです。
測ってみるとそうだったんでしょう。

そして、ある程度高い所に行くと、空気の中の湿気が露点温度以下になって、
水になり、雲になるそうです。
水蒸気が水に変わる時、熱を発生する為(凝結熱)、温度があまり下がらなく
雲になるような状態の時は、大体0.5℃の温度低下のようです。

・なぜ、下がる時は、空気の温度の変化が一定なのか?


なぜ、下がる時は一定なのかですが、
上る時は、水蒸気が水に変わる時、熱を発生する為、温度があまり下がらなくなるけど、
水蒸気がなくなって、乾燥した空気が下降する場合は、
水蒸気がない分、大体1℃で一定のようです。

・たまに上昇時、100mで0.6℃下降とか、一定で書いている場合


雲が出来る前の下降温度の1℃くらいと、
雲が出来た後の下降温度の0.5℃くらいを
足して割って大体0.6℃くらいという事だと思います。
(普通に割れば0.75℃でしょうけど)
日本の山の高さから平均を取って、だいたい100mで一定0.6℃くらい下がると考えたら
露点とか考えずに、計算しやすいという事だと思います。

・フェーン現象が起こる時と起こらない時の違い


上を簡単にまとめると。

空気は上る時も下がる時も、100mで1℃程変わるそうです。
上る時は、1℃くらい下がる。
下る時は、1℃くらい上がる。
ある高さを超えない場合は、結局、昇って下って、
同じ気温になるので、フェーン現象にはならない。

でもある高さを超えるような山を空気が通る場合、
「上る時は、1℃くらい下がる」を続けていた空気が、
ある高さ(雲になる高さ)に達すると、
空気中の水蒸気が冷やされて水になって、その時、熱が発生します。
熱が発生した分、空気の温度の下降が減ってしまいます。
「上る時は、0.5℃くらい下がる」に変化。

上まで行って、下る時、
水蒸気はあまりなくなって乾燥している状態で
下るので、その時は、
「下る時は、1℃くらい上がる」を守って下りて来るので、
結果、差し引き、風下で温度が上がってしまうという事になるかと思います。

・フェーン現象が起こるのが多い時期と地域


山々を越えて、その先でフェーン現象が発生したりします。

夏の日本海側。
初夏や台風時期に多いようです。
山形県や新潟県等の日本海側の県、北海道、中部、近畿とか。

・山形県や新潟県等の日本海側の県の場合
太平洋側から湿った風が、山脈に吹き、上昇、乾燥した暑い風となり、
日本海側に吹き降りる。


・フェーン現象が起こると、火事に注意


山を越えて乾燥した風(空気)になっているので、
火事が起こりやすい。
当て字の「風炎」の「炎」もそういう所から来ているそうです。

また、風も強い事がある。

・フェーン現象は、盆地で更に暑くなる


盆地というのは、お盆みたいにくぼんだ土地。
周囲を山などに囲まれた土地で、相対的に高さが低くなる土地。

周りが山などの高い土地なので、風がその盆地に当たる。

周りの山々から、フェーン現象が起こっている状態で、風が来て、
次の山、次の山と、繰り返されると、更に暑くなって行ってしまう。

日本の最高気温は、
2007年の埼玉県の40.9℃が記録されるまで、
1933年の山形県の40.8℃でしたが、
それはフェーン現象によって、起こった高温だと言われています。






記載:2015年08月頃

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