崖に向かって逆流する「反重力の滝」！上昇気流ってなんて美しいのでしょう？

1954 年 5 月、ある有名なアメリカ人俳優がコメディ映画「七年目の浮気」の撮影を準備していました。この映画は批評家から多くの賞賛を受け、1955年の興行収入最高を記録しました。何年も経ち、映画の具体的なあらすじをはっきりと覚えていない人も多くいますが、この映画の宣伝用に撮影された写真は名作となっています。

マリリン・モンローは地下鉄の通気口の上に立っていましたが、真下のトンネルを電車が通過すると、通気口から空気が吹き出し、彼女のスカートがめくれ上がりました。写真家はこのポーズを写真に収め、それは彼女のキャリアの中で最も有名なショットの一つとなった。

実際、上昇気流は私たちの生活の中で非常に一般的です。頭を上げて口を開け、ゆっくりと上向きに息を吐くだけで、上昇気流が生まれます。ここの上昇気流は、列車が通っているのでそれほど「自然」には見えないかもしれませんが、それでも十分に素晴らしいです。しかし、上昇気流によって作り出される美しい景色は、実は自然界にはもっとたくさんあるのです。

最近、国内のソーシャルメディアで「高さ470メートルの断崖を逆流する『反重力の滝』、珍しく壮観な光景が撮影された」というニュースを見ました[1、2]。一見大げさなタイトルが私に深い印象を残しました。

このニュースの舞台は、フェロー諸島の南の島、ベイニスヴォルズ（公式の中国語訳はないが、音声訳はおおよそベニスヴォルズ）である。この群島は大西洋に位置し、地理的にはノルウェーとアイスランドの間に位置しています。この辺りの海岸は凹型になっているため、北大西洋からの強風がここで渦を巻き、崖に沿って上昇し、高い崖を越えて水を押し上げるサイクロンを形成します。

この現象の最も驚くべき点は、崖が本当に高すぎるということです。 10 メートルの水柱を支えるには 1 気圧の圧力が必要です。もし本当に大気圧だけに頼るのであれば、サイクロンが水をそこまで高く飛ばすには 48 気圧の圧力が必要になります。しかし、ビデオのスクリーンショットから、実際に運ばれているのは完全な水柱ではなく、ほんの小さな水滴であることもわかります。しかし、470メートルの崖の向こうから立ち上る水蒸気は実に衝撃的です。

この竜巻は水ポンプに少し似ています。私たちは皆、水ポンプをよく知っています。多くの人は、水ポンプのパワーが十分に高ければ、水は常に十分に高い場所まで汲み上げることができると考えています。しかし、彼らはより重要な要素を忘れがちです。水をどれだけ高く揚水できるかは、水ポンプのパワーとはあまり関係がなく、むしろ流量と関係があります。ある範囲内では、流量と揚程は反比例します。流量が大きいほど揚力は小さくなり、流量が小さいほど揚力は大きくなります。両者の間には明確な機能的関係はありません。竜巻が水に与えるエネルギーはそれほど大きくないので、水をそのような高いレベルまで汲み上げるためには、自然の水の量は非常に少なくなければなりません。これらのほとんどは、実際には波の中の小さな水滴にすぎません。

北半球の成熟した熱帯低気圧の断面図。サイクロンの中心は上昇気流によって形成されていることがわかりますが、中央部分は実際には下降しています。これは、サイクロンの上層の横方向の気流が外側に運ばれ、大気の上層がサイクロンの中心に向かって運ばれ、下降気流が形成されるためです。これが、嵐の目の真ん中に雲がない理由です。

竜巻、台風、ハリケーンなど上昇気流と密接な関係のある自然現象は数多くありますが、これらはすべて強い対流によって引き起こされます。具体的には台風の場合、太陽の放射によって海面が加熱され続けるため、空気が上昇し、コリオリの力の影響で低気圧が発生します。

強い上昇気流は多くの大気現象を引き起こす可能性がある[3]。たとえば、山岳地帯によって生じる「上昇気流」によって、壮大な傘雲が形成されることがあります。 「pileus」という単語の「pileus」はラテン語で「帽子」を意味します。この種類の雲は、山の頂上に発生し、本当に竹の帽子のように見えることから、竹の帽子雲と呼ばれることもあります...

山頂雲は、湿った空気が地形の影響で上昇し、冷えて凝結し、孤立した山の頂上にほとんど動かない雲を形成するときに形成される静止雲です。このタイプの雲が形成される条件はそれほど厳しいものではありませんが、長く存在しないことが多いため、人々がその存在を確認するのが難しいことがよくあります。写真を撮ることがどんどん便利になるにつれて、写真の記録もだんだんと増えてきました。

山頂雲は非常に高い積雲の上にも見られます。[4]

山頂雲はなぜ安定して存在できるのでしょうか?このタイプの雲が存在するための前提条件は、上層大気中に高湿度の安定した気流が存在することです。積雲が発達して上昇し続けたり、高い山が本来の空気の流れの経路を遮ったりすると、本来の安定した空気の流れが強制的に上昇し、水蒸気が露点に達して凝結し始めます。やがて美しい山頂雲が形成されます。山頂の雲は静止しているように見えますが、実際には常に動的なバランスを保っています。風上側の気流の上昇により、雲が絶えず生成され、後方に運ばれます。一方、風下側の雲は高度により下降します。 [5]

サリチェフ山の噴煙と雲は、2009年の噴火の際に国際宇宙ステーションから撮影された。NASA/JPL

前述のように、この種のキャップ雲が存在するには、実際には空気の流れを強制的に高度上昇させるだけでよく、この要件を満たす条件は多数あります。例えば、火山が噴火したり、核爆弾が爆発したりすると、急速に上昇する火山灰や急速に上昇するキノコ雲も、このタイプの帽子雲を形成することがあります。素晴らしい場所では、自然は常に暴力と美しさを特別な方法で融合させています。

米国フロリダ州パナマシティのビーチの美しい上昇気流

人工の高層ビルによって作り出される上昇気流によって、美しい雲が作られることもあります。このシーンは、米国フロリダ州パナマシティのビーチでヘリコプターに乗っていた人物によって撮影された[6]。メキシコ湾からの暖かく湿った空気がアパートの建物とともに上昇しますが、これまでのすべての例と同様に、上空は寒く、気温の低下により空気中の水蒸気が凝縮します。高度の変化によって生じるわずかな冷却は、空気を飽和点まで到達させるのに十分であり、その結果、冷たい霧が形成されます。

ヘリコプターの着陸場は濃い霧の近くにあったため、スムーズに離陸できず、この珍しい光景を上空から撮影することができませんでした。さらに、この現象は非常に急速に発生し、 「建物の頂上にある小さな霧が建物全体を覆うのにわずか 2 ～ 3 分しかかかりません。」濃霧が発生したときに、ヘリコプターがちょうど良いタイミングで外から戻ってきた場合にのみ、上の写真を撮影することができます。

実際、山頂の雲であれ、海岸の壮大な雲であれ、形成原理はほぼ同じです。このタイプの雲は、実際にはレンズ状雲というより一般的な名前を持っています。最大の特徴は滑らかな円盤状の形状です。過去には、エイリアンの宇宙船や未確認飛行物体と間違われたことはありません。どう見てもUFOのように見えます。

レンズ状層積雲

レンズ雲の形成条件は非常に多様です。レンズ雲は、上記のような地形に関連した形成過程の他に、寒冷前線の前線で暖かい空気が上昇することによっても形成されるほか、高高度の下降気流と地上の上昇気流が交差することによっても形成されることがあります。そして、形成される雲の種類に応じて、レンズ状層積雲とレンズ状高積雲の 2 種類の雲が形成されます。これらは、それぞれ見た目が厚い雲と薄い雲に相当します。 [6]

インターネット上の人気記事の中には、 「天空の王が大地を覆い、塔が河の怪物を鎮圧する」など、レンズ雲をフォトショップで加工した画像がよく見られます。レンズ雲は確かにとてもクールですが、クールすぎる偽の写真を決して信じてはいけません。形成原理から、レンズ雲は通常 1 枚か 2 枚の円盤で構成され、複数の形で積み重なることは不可能であることがわかっています。

広く流通しているレンズ状高層雲の加工画像。本来は 1 層だけのはずでしたが、後処理により人工的に 5 層に雲が重ねられました。ほら、左の写真は、私たちが子供の頃に見た漫画「魔界英雄伝説」、つまりドラゴンボールZの創世の山にちょっと似ているんです。

「二層塔」は今でも存在しますが、本当に珍しいです。二重層のレンズ状雲構造がはっきりとわかる次の写真は、2004 年に米国ワシントン州ピュアラップでジム ジョージが撮影したものです。彼はその朝早く、息子に起こされ、カメラでその光景を記録する前に家の外を見なければならないと告げられました。約16年が経過した現在でも、二重レンズ雲の写真がインターネット上に出回っているのは未だに非常に少なく、それがいかに珍しいものであるかを示しています。

もう一つ

ここまで話してきたが、私たち自身にも美しい上昇気流を作り出すことはできるだろうか？

答えはもちろん、はい、最高の気質を持つことを保証します++

参考文献:

[1] 「反重力の滝が470メートルの高さの崖を逆流します。この珍しく壮観な光景がカメラに捉えられました。」

[2] 信じられない映像が、波が「海の渦」に巻き込まれた後に水が上向きに流れる様子を映し出している、ジョー・ガンプ、ヤフーニュース

[3] 積雲が形成されるとき、弓状に湾曲した滑らかな雲が、形成される積雲の上を水平に走ることがあります。これは何ですか？また、この雲の形成の原因は何ですか？ - Quora

[4] MDの積雲を覆う傘、コミュニティクラウドアトラス

[5] [雲の探検] ほら、この雲はUFOのようだよ～、墨北、知湖コラム：大気の兆し

[6] フロリダのウォーターフロントコンドミニアムは文字通り独自の天気を作り出します、スコット・システック、カトゥ

[7] 気象写真家は嘆く。「おい！それは私の写真です！'