ハリケーンのしくみ

ハリケーンは強力な嵐であり、人間の想像力を魅了します。ハリケーンハービーは2017年8月にテキサスを襲い、米国で最大の大都市圏の1つに洪水をもたらしました。 2週間も経たないうちに、これまでに測定された中で最強の大西洋ハリケーンの1つであるハリケーンイルマに思いがけました。また、2012年10月にハリケーンサンディが米国東海岸に上陸したとき、気象学者は、人口密度の高い都市海岸に沿った経路のため、被害と死亡の可能性の点で前例のない嵐を呼びました。ハリケーンの真の力に匹敵する地球上のイベントはほとんどありません。熱帯低気圧や台風としても知られています、これらの激しい嵐は、海を50フィート（15メートル）の山と谷の激しい地形に変え、海岸線を再定義し、都市全体を水っぽい廃墟に変える可能性があります。一部の研究者は、恐竜が先史時代のハイパーケーンによって一掃されたとさえ理論付けています。これは、小惑星のストライキの熱によって生き返った一種のスーパーハリケーンです[出典：ナショナルジオグラフィック]。

毎年、世界はハリケーンシーズンを経験しています。この期間中、赤道を取り巻く熱帯地域から何百もの嵐システムが渦巻くようになり、これらの嵐の40から50の間がハリケーンレベルまで激化します。北半球では、シーズンは6月1日から11月30日まで続きますが、南半球では通常、1月から3月までハリケーンが発生します。したがって、年間の75％は、どこかで誰かが差し迫ったハリケーンについて心配していると言っても過言ではありません。

ハリケーンは海を横切って移動するときにエネルギーを蓄積し、表面から暖かく湿った熱帯の空気を吸い上げ、より冷たい空気を上空に放出します。これを嵐が息を吸ったり吐いたりしていると考えてください。ハリケーンは、嵐が上陸したときのように、この「呼吸」が中断されるまでエスカレートします。この時点で、嵐はすぐに勢いと力を失いますが、沿岸地域で185 mph（300 kph）もの高い風速を解き放つことなくしてはなりません。

この記事では、ハリケーンのライフサイクルと構造、およびこれらの究極の暴風雨システムが世界中を襲うときに分類および追跡するために使用する方法について説明します。

コンテンツ

1. ハリケーンの定義
2. ハリケーンがどのように形成されるか
3. ハリケーンのライフサイクル
4. ハリケーンのカテゴリー
5. ハリケーンによる被害
6. ハリケーンの追跡
7. ハリケーンの名前
8. ハリケーンの歴史

ハリケーンがどのように機能するかを理解するには、大気圧の基本原理を理解する必要があります。地球の大気を構成するガスは、惑星の重力の影響を受けます。実際、大気の重さは合計で5.5兆トン（4.99兆メートルトン）です。底にあるガス分子、または私たち全員が住んでいる地球の表面に最も近いガス分子は、それらの上の空気の重さによって圧縮されます。

大気は太陽ではなく陸と海によってほとんど加熱されるので、私たちに最も近い空気も最も暖かいです。この原理を理解するために、暑くて晴れた日に歩道で卵を揚げる人を考えてみてください。舗装に吸収された熱は、太陽から降りてくる熱ではなく、実際に卵を揚げます。空気が熱くなると、その分子はさらに離れて移動し、密度が低くなります。次に、この空気は、空気分子が重力によってあまり圧縮されない高高度に上昇します。暖かくて低圧の空気が上昇すると、冷たくて高圧の空気がその下に移動する機会をつかみます。この動きは気圧傾度力と呼ばれます。

これらは、大気中に低圧センターが形成されるときに機能する基本的な力の一部です。このセンターは、北大西洋、北太平洋、カリブ海地域の人々がハリケーンと呼ぶものに変わる可能性があります。他に何が起こっていますか？さて、ご存知のように、海面からの暖かく湿った空気が急速に上昇し始めます。それが上昇するにつれて、その水の蒸気凝縮は、嵐の雲や雨の滴を形成します。結露は、結露潜熱と呼ばれる熱を放出します。この潜熱は冷気を暖め、上昇させます。この上昇する空気は、下の海からのより暖かく湿った空気に置き換えられます。そして、このサイクルは続き、より暖かく湿った空気を嵐の発生に引き込み、熱を地表から大気に移動させます。この熱の交換により、水が排水溝を下って行くように、中心の周りを循環する風のパターンが作成されます。

しかし、それらの特徴的な猛烈な風はどうですか？表面で収束する風が衝突し、暖かく湿った空気を上向きに押し上げます。この上昇する空気は、すでに地表から上昇している空気を補強するため、嵐の循環と風速が増加します。その間、より高い高度（最大30,000フィートまたは9,000メートル）で同じ速度を吹く強風は、嵐の中心から上昇する熱気を取り除き、表面からの暖かい空気の継続的な動きを維持し、嵐を整理するのに役立ちます。高高度の風がすべてのレベルで同じ速度で吹かない場合（ウインドシアが存在する場合）、嵐は無秩序になり、弱まります。

さらに高い大気（30,000フィートまたは9,000メートル以上）では、嵐の中心を超える高圧空気が上昇する空気から熱を取り除き、空気サイクルとハリケーンの成長をさらに促進します。嵐の低圧の中心に高圧の空気が吸い込まれると、風速が増加します。次に、対処すべきハリケーンがあります。

ハリケーンがアラスカを襲ったという話は聞いたことがありません。これは、水が華氏80度（摂氏27度）以上の温暖な熱帯地域でハリケーンが発生するためです。嵐はまた、湿った空気と収束する赤道風を必要とします。大西洋ハリケーンのほとんどは、アフリカの西海岸で始まり、暖かい熱帯の海の上を雷雨が発生することから始まります。

ハリケーンの比較的穏やかな低圧の中心は目と呼ばれます。目の周りの領域は目の壁と呼ばれ、嵐の中で最も激しい風が発生します。目から外側に循環する雷雨の帯は、雨帯と呼ばれます。これらの嵐は、ハリケーンを供給する蒸発/凝縮サイクルで重要な役割を果たします。

ハリケーンの回転はコリオリの力の産物です。コリオリの力は、流体や自由に動く物体が北半球では目的地の右側に、南半球では左側に向きを変える自然現象です。小さな飛行機を真南に飛ばしているところを想像してみてください。あなたが南に移動している間、惑星は回転しています。北極から赤道までのフライトを地図上にプロットすると、パスは右に曲がっているように見えます。

したがって、北半球では、風は右に偏向します。南半球では、それらは左に偏向します。この風の偏向により、嵐が回転します。その結果、北半球のハリケーンは南半球では反時計回りと時計回りに回転します。力はハリケーンの実際の経路にも影響を及ぼし、北半球では右（時計回り）に、赤道の南にいる場合は左（反時計回り）に曲がります。思い出せない場合は、赤道から5度以内に移動してください。コリオリの力は弱すぎてハリケーンの発生を助けられません。

ハリケーンは、熱帯低気圧と呼ばれる雲と雷雨のクラスターとして生活を始めることがよくあります。これらの低圧領域は、圧力勾配が弱く、回転がほとんどまたはまったくないのが特徴です。これらの混乱のほとんどは消滅しますが、ハリケーンの状態に至るまでの道のりを頑張っている人もいます。これらの場合、擾乱の雷雨は潜熱を放出し、それが擾乱の領域を暖めます。これにより、外乱内の空気密度が低下し、表面圧力が低下します。上昇する暖かい空気の下に冷たい空気が押し寄せるにつれて、風速は増加します。この風はコリオリの力を受けるため、外乱は回転し始めます。入ってくる風はより多くの水分をもたらし、それが凝縮してより多くの雲の活動を形成し、その過程で潜熱を放出します。

次のページでは、ハリケーンの短くて暴力的な生活を探ります。

嵐が解き放つ破壊を考えると、ハリケーンを一種の怪物と考えるのは簡単です。それは生物ではないかもしれませんが、それは暖かく湿った空気の形での栄養を必要とします。そして、熱帯低気圧がこの「食物」を十分に見つけ続け、最適な風と気圧の条件に遭遇した場合、それは成長し続けるでしょう。

熱帯低気圧がハリケーンに発展するまでには、数時間から数日かかることがあります。しかし、サイクロン活動のサイクルが続き、風速が増加すると、熱帯低気圧は3つの段階を経て進行します。

世界中で毎年80から100の熱帯低気圧が発生しています。それらの多くは強くなりすぎる前に死にますが、それらの約半分は最終的にハリケーンの状態になります。

ハリケーンは物理的なサイズが大きく異なります。いくつかの嵐はコンパクトで、その後ろにわずかな風と雨の帯が続いています。他の嵐はもっと緩いです-風と雨の帯は数百または数千マイルに広がっています。1999年9月に米国東部を襲ったハリケーンフロイドは、カリブ海の島々からニューイングランドにかけて感じられました。

ハリケーンが形成されて激化すると、大気中のジャガーノートが残る唯一の経路は散逸です。最終的に、嵐はそれが必要とする暖かく湿った空気を否定する条件に遭遇するでしょう。ハリケーンがより高い緯度のより冷たい海に移動すると、勾配圧力が低下し、風が遅くなり、熱帯低気圧から数日で衰退するより弱い温帯低気圧まで、嵐全体が飼いならされます。

ハリケーンが上陸すると、暖かく湿った空気の重要な供給もなくなります。結露と潜熱の放出が減少し、不均一な風景の摩擦が風速を低下させます。これにより、風が嵐の目に直接移動し、嵐の素晴らしい力に燃料を供給する大きな圧力差がなくなります。

ハリケーンは、攻撃したときに信じられないほどのダメージを与える可能性があります。しかし、十分な事前の警告があれば、都市や沿岸地域は、住民がその地域を強化し、さらには避難するのに必要な時間を与えることができます。各ハリケーンをより適切に分類し、嵐の激しさに影響を受けるハリケーンを準備するために、気象学者は評価システムに依存しています。

オーストラリアの気象学者は、ハリケーンを分類するためにわずかに異なるスケールを使用しています。一方でサイクロン強度のオーストラリアのスケールはまた、1〜5のスケールで風速や損傷によって嵐をランク付け、それはハリケーンや熱帯暴風雨の両方をカバーしています。

次のページでは、ハリケーンが沿岸地域と衝突したときに与える可能性のある甚大な被害について見ていきます。

何千年もの間、ハリケーンは駆逐艦としての評判を確固たるものにしてきました。多くの人々は、自然の力や神の怒りの行為の具現化としてそれらを組み立てさえします。「ハリケーン」という言葉自体は、実際には破壊的なマヤの神である「フラカン」に由来しています。これらの強力な自然の行為をどのように要約または具体化することを選択したとしても、それらが与える損害は嵐のいくつかの異なる側面から生じます。

ハリケーンは大雨を降らせます。特に大きな嵐は、たった1日か2日で数十インチの雨を降らせる可能性があり、その多くは内陸にあります。その量の雨は洪水を引き起こし、ハリケーンの激しい中心部の経路の広い領域を壊滅させる可能性があります。

さらに、嵐の中の強い持続風は、人工構造物と自然構造物の両方に広範囲の構造的損傷を引き起こす可能性があります。これらの風は、車両を転がし、壁を崩壊させ、木を吹き飛ばす可能性があります。ハリケーンの卓越風が、高潮と呼ばれる水の壁をその前に押し出します。高潮が満潮と同時に起こった場合、それは海岸侵食と重大な内陸洪水を引き起こします。

ハリケーン自体は、多くの場合、ほんの始まりにすぎません。嵐の風はしばしば竜巻を発生させます。竜巻はより小さく、より激しいサイクロン嵐であり、追加の被害を引き起こします。詳細については、竜巻のしくみをご覧ください。

ハリケーンによる被害の程度は、嵐の強さだけでなく、嵐が土地と接触する方法にも依存します。多くの場合、嵐は海岸線をかすめるだけで、海岸を全力で惜しみません。ハリケーンの被害は、ハリケーンの左側または右側が特定のエリアに当たるかどうかにも大きく依存します。ハリケーンの右側は、風速とハリケーンの動きの速度が互いに補完し合うため、よりパンチがあります。左側では、ハリケーンの移動速度が風速から差し引かれています。

風、雨、洪水のこの組み合わせは、沿岸の町を平準化し、沿岸から遠く離れた都市に重大な被害をもたらす可能性があります。1996年、ハリケーンフランは、ノースカロライナ州ローリーを襲うために内陸150マイル（241 km）を掃討しました。ドル。

ハリケーンの発生と動きを監視および追跡するために、気象学者は衛星によるリモートセンシングと、特別に装備された航空機によって収集されたデータに依存しています。地上では、世界気象機関によって指定されたグローバルセンターのネットワークである地域特別気象センターが、異常気象の追跡と一般市民への通知を担当しています。

気象衛星は、さまざまなセンサーを使用して、ハリケーンに関するさまざまな種類の情報を収集します。レーダーが雨、風速、降水量を測定している間、それらは目に見える雲と空気循環パターンを追跡します。赤外線センサーは、嵐の中の重要な温度差や雲の高さも検出します。

ハリケーン・ハンターはビロクシー、ミスでキースラー空軍基地に基づいて、第53回気象偵察戦隊/第四百三ウイングのメンバーである。1965年以来、ハリケーン・ハンターチームは、C-130ハーキュリーズ、熱帯に飛ぶために非常に頑丈なターボプロップ・プレーンを使用しています嵐とハリケーン。この飛行機と貨物バージョンの唯一の違いは、WC-130に取り付けられた特殊で高感度の気象機器です。チームは、大西洋中部からハワイまで、1日あたり最大5つのストームミッションをカバーできます。

ハリケーンハンターは、嵐の中の風速、降雨量、気圧に関する情報を収集します。次に、この情報をフロリダ州マイアミの国立ハリケーンセンターに中継します。これらの愚かなパイロットに興味がある場合は、なぜ誰かが飛行機をハリケーンに飛ばすのかを読んでください。

気象学者は、受け取ったすべての嵐データを取得し、それを使用して、スパゲッティモデルと呼ばれるコンピューター予報モデルを作成します。現在および過去の大量の統計データに基づいて、これらの仮想嵐により、科学者は上陸のかなり前にハリケーンの進路と強度の変化を予測することができます。このデータを使用して、政府や通信社は理想的には沿岸地域の住民に警告し、ハリケーン中の人命の損失を大幅に減らすことができます。

長期予測により、気象学者は次の季節に発生するハリケーンの数を予測し、地球の気候の傾向とパターンを研究できるようになりました。

巨大で破壊的な力を体現することは確かにより魅力的な見出しになりますが、ハリケーンに名前を付ける慣行は、メディアではなく気象学者に端を発しています。多くの場合、同時に複数の熱帯低気圧が発生しているので、名前を付けるよりも、それらを区別するためのより良い方法はありますか？

数百年の間、西インド諸島の住民は、嵐が上陸したカトリックの聖人の日にちなんでハリケーンと名付けられることがよくありました。前の嵐の記念日に嵐が到着した場合、番号が割り当てられました。たとえば、ハリケーンサンフェリペは1876年9月13日にプエルトリコを襲いました。別の嵐が1928年の同じ日にプエルトリコを襲ったので、この嵐はハリケーンサンフェリペセカンドと名付けられました。

第二次世界大戦中、気象当局はハリケーンに男性的な名前を付けただけでした。これらの名前は、アルファベットの文字の無線コード名に密接に続いていました。このシステムは、西インドの聖人システムと同様に、限られたネーミングプールから引き出されました。1950年代初頭、気象サービスは嵐にアルファベット順で女性的な名前だけで名前を付け始めました。1970年代後半までに、この慣行は男性と女性の名前を交互にする機会均等システムに置き換えられました。世界気象機関（WMO）は、この慣行を今日まで続けています。

シーズンの最初のハリケーンには、文字Aで始まる名前が付けられ、2番目のハリケーンには文字Bで始まる名前が付けられます。嵐は地球のさまざまな部分に影響を与えるため、命名リストはさまざまな文化や国籍から引き出されています。

太平洋のハリケーンには、大西洋の嵐とは異なる名前のセットが割り当てられています。たとえば、2001年のハリケーンシーズンの最初のハリケーンは、メキシコのアカプルコ近郊で発生した、アドルフという名前の太平洋の嵐でした。2001年シーズンの最初の大西洋の嵐はアリソンと名付けられました。名前の所定のリストの潜在的な将来の嵐のためには、国立ハリケーンセンターから入手可能です。

ハリケーンが重大な被害をもたらした場合、暴風雨の影響を受けた国は、ハリケーンの名前をWMOが「廃止」するよう要求することができます。引退した名前は、少なくとも10年間、熱帯低気圧に再発行することはできません。これは、一般の混乱を避け、歴史的および法的な記録管理の両方を簡素化するのに役立ちます。

ハリケーンに関する私たちの現代的な理解は、ほんの1世紀分の科学的研究と記録管理に大きく依存していますが、嵐は何千年にもわたって人類の歴史の流れを決定づけてきました。結局のところ、それらは人類より何十億年も前から存在する大気システムの一部です。

科学者は中生代の嵐の強さについて推測することを主に任されていますが、地質学者は地面の堆積物の層に鉄器時代のハリケーンの証拠を発見しました。高潮が陸を越えて湖に流れ込むとき、彼らは砂のファンを置き去りにします。科学者は、砂の上下で有機物を放射性炭素年代測定して、おおよその嵐の日付を決定することができます。

ルイジアナ州立大学のチームは、数千年に相当する湖底の証拠を調査し、過去3、400年間で、12のカテゴリー4以上のハリケーンがこの地域を襲ったことを発見しましたが、そのほとんどは1、000年以上前に発生しました[出典：若い]。このような発見により、科学者は長期的な気象パターンをよりよく研究し、おそらく現在の気候傾向をよりよく理解することができます。

人間の記録に関する限り、南アメリカの古代マヤ人は、象形文字でハリケーンについて最も初期に言及したもののいくつかを作成しました。その後の何世紀にもわたって、戦争の結果、植民地化の努力、そして数え切れないほどの個人的な生活に影響を与えるハリケーンの説明が散らばっています。

ほんの数例を挙げると、ハリケーンの活動は、海の艦隊の破壊と散乱を通じて、次の海の冒険を妨害しました。

今日、現代の気象学は、ほとんどのハリケーンが予告なしに到着するのを防ぎ、前世紀の大規模なハリケーンの致死率を大幅に減少させています。しかし、事前の警告があっても、政府と沿岸地域の住民は、来たるべき嵐に適切に備える必要があります。

一方、一部の専門家は懸念を持って将来を見据えています。地球の過去の激しいハリケーン活動の期間を指摘し、そのような傾向が戻るかもしれないと心配する人もいます。他の人々は、温室効果ガスの生産の増加によってもたらされる地球温暖化は、より大きなハリケーンゾーンとより強力な嵐につながると主張しています。結局のところ、ハリケーンは暖かく湿った水で繁栄し、より暖かい地球は熱帯低気圧に対してより多くの栄養を提供する可能性があります。

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