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貿易風はどのようにして吹くのか

地球の構造の影響:地球は球体である

貿易風はどのようにして吹くのかという問題を解くには、まず、地球の構造から考えなくてはなりません。
地球は太陽の光から熱を受けています。
もし、地球が平らな平板構造だったら、地球上のどの地点も、太陽光を同じように受け、
ほとんど、均一な温度になるはずです。
ところが地球は、文字通り、球形をしているため、
赤道付近は太陽光を垂直方向から受け高温になりますが、
極付近は、水平方向から光を受けるため、ほとんど熱を受け取ることができません。
その結果、高温の赤道と低温の極という温度の勾配ができます。

地球の運動の影響:地球は自転している

地球が球形をしているために、温度の勾配ができることと、
第二に重要なポイントは、地球は地軸を中心に一日1回転の速さで自転していることです。
では、地球の表面は、どの程度の速度で動いているのでしょうか。
実は、この問いには簡単に答えることはできません。
どうして、難しいのかというと、場所によって動くスピードが違うのです。
赤道付近の移動速度は、時速1600kmというから相当なものです。
それに対して、地軸は同じ場所でぐるぐる回っているだけで、まったく移動しません。

地球の形と運動を組み合わせて考えると・・・

さて、レコード盤を地球に見立てて、考えてみることにしましょう。
軸のところが極に相当し、レコード盤の縁のところが赤道です。
盤の表面が北半球で、裏面が南半球ということになります。
ここで、一つの実験を(頭の中で)やってみましょう。
レコード盤を回しておいて、軸のところから、縁に向かって真っすぐに白い塗料を塗ってみます。
レコード盤が止まっていれば、線は簡単に真っすぐに引けます。
回転しているレコード盤に線を引き、回転を止めてみると、
同じように引いた線はレコード盤の回転によって、カタカナの「ノ」時のように、あるいは、ひらがなの「の」の字のように縁に行くほど大きく曲がった線になったはずです。
一般に、「コリオリ力」として説明されていることです。

地球の空気の動き

赤道付近の空気は垂直方向から太陽光を受けて熱せられ、上昇気流となります。
上昇気流が生じると、空気が薄くなりますから、北の方から、補充するように空気が流れ込みます。
ところが、補充し埋めるべき希薄な部分は自転の運動で移動し、流れ込む空気は「ズレ」た場所に流れ込むことになります。
このズレた空気の流れ込みが継続してずっと起こり続けると、北半球の場合は右にすれ、東から西への空気の流れを生みます。
貿易風はこのようにして吹き始め、吹き続けるのです。

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