トラフの疑問を解消します。 [知識]
トラフについて知りたいことはいろいろとあるのに、参考書にもネットにも説明がありません。
そこで現在の自分が有する全ての能力で、トラフについての疑問を自問自答してみます。
最初にトラフの定義を確認しておきましょう。
【トラフ】
数値や数式で決まるものではなく、等高度線の形状を指しているというのが大事なところです。
では疑問に行ってみます。
渦度が生じるのは、①流れに曲率があるとき、②速度の水平シアーがあるとき、の2通りが考えられます(図1)。
トラフは低気圧性循環による曲率が大きいところですから、①のパターンです。
しかし、正渦度域で計算されている極大値は、①と②の両要素による渦度の合計値です。したがって、②の風の水平シアーによる渦度が大きい場合は、曲率が最大のところには極大値が算出されません。
事例で見てみましょう。
事例1:トラフと極大値の位置が一致するケース
(2019.1.27 12UTC)
谷底に極大値「+182」(オレンジ色破線)があります。低気圧性循環による曲率が大きく、かつ風の水平シアーがないケースです。
このような事例なら、自信を持ってトラフを引くことができます。
事例2:トラフからずれて極大値が存在するケース
(2019.1.24 00UTC )
正渦度の極大値「+172」(オレンジ色破線)の位置はトラフから南東にずれています。これは風の水平シアーも大きいので、トラフの位置からずれたところに極大値が算出されたものです。
「トラフは極大値(+172)に重ねて書くべきか?」と悩むところですが、ここは堂々と等高度線が凸状に張り出したところに引きましょう。
事例3: トラフがないのに極大値が存在するケース
(2019.2.13 00UTC)
5,760mの正渦度域が帯状になっているところに、極大値「+100」(オレンジ色破線)があります。等高度線は直線状で、近傍にトラフは見当たりません。これは低気圧性の循環がなく、風の水平シアーが大きいケースです。
「気圧の谷」も「トラフ」も同じ概念です。気象庁の定義は次の通りです。
出典:気象庁「気圧配置 気圧・高気圧・低気圧に関する用語」
https://www.jma.go.jp/jma/kishou/know/yougo_hp/haichi1.html
「気圧の谷」は主に地上天気図で使われることが多い用語ですが、高層天気図で用いられることもあります。
それに対して、「トラフ」は高層天気図のみで用いられ、地上天気図で使われることはありません。したがって「気圧の谷」はトラフを含む、より汎用性の高い言葉と考えられます。
気象庁が使う用語には時々不可思議なものがあります。例えば、低気圧は「進む」で高気圧は「移動する」というように、主語によって述語を使い分けることがあります。
ところでトラフ解析は500hPa面で行うことが多いですよね。これは500hPa面は対流圏の中間にあたり収束・発散が小さく、渦度が保存されるとみなせるため追跡がしやすいからです。
しかしトラフ自体は500hPa面以外でも、300hPa、700hPa、850hPaの各面でも観察することができます。したがって、どの等圧面でトラフを解析するのかを言及するのが好ましいのです。
第51回の実技試験でも「500hPa面のトラフ」という表現が用いられています。解答でも500hPa面であることが自明の場合を除いては、(字数の余裕がある場合は)「500hPa面のトラフ」と書きましょう。
かなり直球の質問です。端的に答えると、トラフはこれから天候が悪化する前兆になるからです。トラフの移動を追いかけると、どこの天気が崩れるかを予想することができます。
温帯低気圧がどのように発達するかを考えてみましょう。下層と上層の条件がうまく一致すると、低気圧は発達します。下層の条件としては暖かくて湿った大気(暖湿気)が流入していること、温度移流があることが挙げられます。また、上層の条件としては発散場があることです。発散場は空気の存在が疎になるので、そこを埋め合わせるように下層から空気が上昇します(図5)。
発散場はトラフ(低気圧性循環)とリッジ(高気圧性循環)の間にできるので、トラフが接近してくるとその前面が発散場となります。
下層で低気圧が発達する条件が揃っても、上層に発散場が存在しないと不明瞭なままに終わってしまいます。逆に上層にトラフがあっても、下層に低気圧の卵がなければトラフはそのまま通過してしまいます。したがって、500hPaの解析図を見て片っ端からトラフに印をつけていくという作業は無駄です(そのような人を見たことがあります)。
さらにトラフを追いかけることで気温の変化の予想をすることもできます。
上層を吹く偏西風は緯度に平行ではなく南北に蛇行しています。南に蛇行した部分(形状)をトラフと称しているので、基本的にトラフは北側の寒気を伴っています(図6)。
これも事例を見てみましょう。
(2019.1.15 12UTC)
トラフ後面では等温線を横切るように北よりの風が吹いています。これが寒気移流です(図7青色線)。また、トラフ前面では南よりの風が等温線を横切る風(暖気移流)が吹いています(図7橙色線)。
このように、トラフを見つけたら温度移流があるかを確認してみましょう。例えば、冬季の気温を予想するには500hPaの温度場で寒気がどこまで南下するかを見ることが大事です。しかしトラフが通過して寒気移流がなくなれば、寒気のピークは底を打ったと判断することができます。降っていた雪も終息に向かいます。
気象庁は季節予報を発表していますが、1ヶ月予報では偏西風の蛇行の予測を利用しています。例えば、偏西風が南へ蛇行すると予想される場合は、気圧の谷が通過する(=高度が下がる)ので低温と予測します。

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そこで現在の自分が有する全ての能力で、トラフについての疑問を自問自答してみます。
最初にトラフの定義を確認しておきましょう。
【トラフ】
等高度線が高度の低い方から高い方に向かって凸状に出っ張ったところ
数値や数式で決まるものではなく、等高度線の形状を指しているというのが大事なところです。
では疑問に行ってみます。
(疑問)トラフと渦度極大値の位置
500hPaの解析図で等高度線の谷が一番深いところを見つけました。等高度線の形状から判断するとトラフのようなのですが、正渦度の極大値が谷底に表記されていません。
なぜトラフと渦度極大値の位置は一致しないのでしょうか。また、トラフはどちらをもとに引けば良いのでしょうか。
500hPaの解析図で等高度線の谷が一番深いところを見つけました。等高度線の形状から判断するとトラフのようなのですが、正渦度の極大値が谷底に表記されていません。
なぜトラフと渦度極大値の位置は一致しないのでしょうか。また、トラフはどちらをもとに引けば良いのでしょうか。
渦度が生じるのは、①流れに曲率があるとき、②速度の水平シアーがあるとき、の2通りが考えられます(図1)。
図1 渦度が生じる要因
トラフは低気圧性循環による曲率が大きいところですから、①のパターンです。
しかし、正渦度域で計算されている極大値は、①と②の両要素による渦度の合計値です。したがって、②の風の水平シアーによる渦度が大きい場合は、曲率が最大のところには極大値が算出されません。
事例で見てみましょう。
事例1:トラフと極大値の位置が一致するケース
(2019.1.27 12UTC)
図2 トラフと渦度極大値の位置が一致するケース
谷底に極大値「+182」(オレンジ色破線)があります。低気圧性循環による曲率が大きく、かつ風の水平シアーがないケースです。
このような事例なら、自信を持ってトラフを引くことができます。
事例2:トラフからずれて極大値が存在するケース
(2019.1.24 00UTC )
図3 トラフと渦度極大値の位置がずれているケース
正渦度の極大値「+172」(オレンジ色破線)の位置はトラフから南東にずれています。これは風の水平シアーも大きいので、トラフの位置からずれたところに極大値が算出されたものです。
「トラフは極大値(+172)に重ねて書くべきか?」と悩むところですが、ここは堂々と等高度線が凸状に張り出したところに引きましょう。
事例3: トラフがないのに極大値が存在するケース
(2019.2.13 00UTC)
図4 トラフがないのに渦度極大値が存在するケース
5,760mの正渦度域が帯状になっているところに、極大値「+100」(オレンジ色破線)があります。等高度線は直線状で、近傍にトラフは見当たりません。これは低気圧性の循環がなく、風の水平シアーが大きいケースです。
(疑問)トラフと気圧の谷
「トラフ」とは別に「気圧の谷」という言葉もあります。これらは同じものを指しますか?何か用語の使い分けがあるのでしょうか。
「トラフ」とは別に「気圧の谷」という言葉もあります。これらは同じものを指しますか?何か用語の使い分けがあるのでしょうか。
「気圧の谷」も「トラフ」も同じ概念です。気象庁の定義は次の通りです。
気圧の谷: 高圧部と高圧部の間の気圧の低いところ。
トラフ: 気圧の谷。主に高層天気図において用いる。
トラフ: 気圧の谷。主に高層天気図において用いる。
出典:気象庁「気圧配置 気圧・高気圧・低気圧に関する用語」
https://www.jma.go.jp/jma/kishou/know/yougo_hp/haichi1.html
「気圧の谷」は主に地上天気図で使われることが多い用語ですが、高層天気図で用いられることもあります。
それに対して、「トラフ」は高層天気図のみで用いられ、地上天気図で使われることはありません。したがって「気圧の谷」はトラフを含む、より汎用性の高い言葉と考えられます。
気象庁が使う用語には時々不可思議なものがあります。例えば、低気圧は「進む」で高気圧は「移動する」というように、主語によって述語を使い分けることがあります。
ところでトラフ解析は500hPa面で行うことが多いですよね。これは500hPa面は対流圏の中間にあたり収束・発散が小さく、渦度が保存されるとみなせるため追跡がしやすいからです。
しかしトラフ自体は500hPa面以外でも、300hPa、700hPa、850hPaの各面でも観察することができます。したがって、どの等圧面でトラフを解析するのかを言及するのが好ましいのです。
第51回の実技試験でも「500hPa面のトラフ」という表現が用いられています。解答でも500hPa面であることが自明の場合を除いては、(字数の余裕がある場合は)「500hPa面のトラフ」と書きましょう。
(疑問)なぜトラフ解析をするの?
トラフって分からないことだらけです。参考書を見ても、納得のいくようなトラフの見つけ方って説明されていません。
そもそもなんのためにトラフを解析するのですか?
トラフって分からないことだらけです。参考書を見ても、納得のいくようなトラフの見つけ方って説明されていません。
そもそもなんのためにトラフを解析するのですか?
かなり直球の質問です。端的に答えると、トラフはこれから天候が悪化する前兆になるからです。トラフの移動を追いかけると、どこの天気が崩れるかを予想することができます。
トラフの前面は発散場
温帯低気圧がどのように発達するかを考えてみましょう。下層と上層の条件がうまく一致すると、低気圧は発達します。下層の条件としては暖かくて湿った大気(暖湿気)が流入していること、温度移流があることが挙げられます。また、上層の条件としては発散場があることです。発散場は空気の存在が疎になるので、そこを埋め合わせるように下層から空気が上昇します(図5)。
図5 温帯低気圧の発達
発散場はトラフ(低気圧性循環)とリッジ(高気圧性循環)の間にできるので、トラフが接近してくるとその前面が発散場となります。
下層で低気圧が発達する条件が揃っても、上層に発散場が存在しないと不明瞭なままに終わってしまいます。逆に上層にトラフがあっても、下層に低気圧の卵がなければトラフはそのまま通過してしまいます。したがって、500hPaの解析図を見て片っ端からトラフに印をつけていくという作業は無駄です(そのような人を見たことがあります)。
さらにトラフを追いかけることで気温の変化の予想をすることもできます。
トラフは寒気をともなう
上層を吹く偏西風は緯度に平行ではなく南北に蛇行しています。南に蛇行した部分(形状)をトラフと称しているので、基本的にトラフは北側の寒気を伴っています(図6)。
図6 偏西風の波動(イメージ)
これも事例を見てみましょう。
(2019.1.15 12UTC)
図7 温度移流をともなうトラフ
トラフ後面では等温線を横切るように北よりの風が吹いています。これが寒気移流です(図7青色線)。また、トラフ前面では南よりの風が等温線を横切る風(暖気移流)が吹いています(図7橙色線)。
このように、トラフを見つけたら温度移流があるかを確認してみましょう。例えば、冬季の気温を予想するには500hPaの温度場で寒気がどこまで南下するかを見ることが大事です。しかしトラフが通過して寒気移流がなくなれば、寒気のピークは底を打ったと判断することができます。降っていた雪も終息に向かいます。
気象庁は季節予報を発表していますが、1ヶ月予報では偏西風の蛇行の予測を利用しています。例えば、偏西風が南へ蛇行すると予想される場合は、気圧の谷が通過する(=高度が下がる)ので低温と予測します。

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オリジナル教材 作成のススメ [試験対策]
自分の間違えやすい癖や苦手な分野は、自分が一番分かっています。したがって、それを押さえた教材があれば、学習効率は良くなりますよね。
そんな自分だけの参考書を作ってみましょう。私の学習でも、自分用に作った4種類のオリジナル教材がいちばん役に立ちました。
オリジナル教材とは?
既製の教材を繰り返し使っていると、どうしてもまどろっこしさを感じてきます。
自分がアンダーラインを引いたところとか書き込みをしたところが参考書のあちこちに散らばっているので、自分にとっての重要ポイントをまとめて見ることができません。
そこで復習の効率を上げる過程で、次の4通りの教材を自作しました。いずれも百均で購入したファイルに収納しました。
①サブノート
自分の理解が不足しているキーワードとその解説を分野別にまとめたもの。
②暗記物ファイル
定義や規則など、覚えなくてはならないものをまとめたもの。
③添削答案集
過去問題で間違ったところを答案用紙に赤ペンで修正したり、正しい考え方を青ペンで書き込んだもの。
④自分だけ問題集
等値線解析、トラフ解析、前線解析をまとめて練習できるように、解答用紙と正解をセットにしたもの。
私は全教科(一般・専門・実技)を一発受験したので、4つを同時並行で作成。①と②は主に一般と専門で活躍。実技では③と④が役に立ちました。
①サブノートを作る
過去問題を解いていると、自分の理解が足りていないテーマが分かってきます。
そのようなとき、解説書などを読んで分かった気にせず、その都度、自分だけの解説書を作っていきましす。これを繰り返していくと、溜め込んだ解説がいつの間にかサブノートになります。
私がサブノート作りで心がけたポイントは3つあります。
・その場で作る
・穴埋めにする
・手間をかけない
その場で作る
分からないことはその場で調べたほうが気持ちが良いですよね。調べた余勢をかって、サブノート作りまで一気にやってしまいましょう。
これは精神衛生上も良いです。参考書で調べて分かった気になっても、「本当にわかったんだろうか?」という疑念が残ります。サブノートに残しておけば、自分の弱点がそこにまとまっているわけなので、あとはそれを徹底的に見直せば弱点は潰していけるわけです。
「後でまとめて作ろう」と思ったら、そのチャンスは永遠にやってきません。面倒がらずに、その都度作っていきましょう。
ただし、学習当初からこれをやってしまうと、作成量が膨大になってしまいます。過去問を1〜2回程度こなして実技試験のおおよその全体像が頭に入り、自分の理解が偏っているのが見えてきた段階でやるのが効率的だと思います。
穴埋めにする
私はサブノートに書き込んだ解説文は、重要なキーワードを穴埋め形式にして、正解は欄外にまとめて書き込みました。
例えばこんな具合です。
寒冷低気圧
対流圏中上層の(①)が大きくなり、(②)の部分が(③)から切り離されて形成される。
対流圏の上層や中層では気圧が(④)くなっているが、地上では低気圧として明瞭には(⑤)ことが多い。
【正解】①:蛇行、②:気圧の谷、③:偏西風帯、④:低、⑤:認められない
対流圏中上層の(①)が大きくなり、(②)の部分が(③)から切り離されて形成される。
対流圏の上層や中層では気圧が(④)くなっているが、地上では低気圧として明瞭には(⑤)ことが多い。
【正解】①:蛇行、②:気圧の谷、③:偏西風帯、④:低、⑤:認められない
平文の解説だと流し読みをしてしまい、内容が頭に残りません。
穴埋め問題形式にすると「これはなんだったっけ?」と頭が回転して、内容が頭に定着します。
手間をかけない
サブノートを作るプロセスは、
用語や概念を選定する → 調べる → ノートを作成する
となります。
「用語や概念を選定する」のは、問題演習をしていたり参考書を読んでいたりしてつまずいた時です。その都度、参考書やネットなどで調べて、自分の納得できるレベルまでブレークダウンします。
それをまとめて解説文にしてノートに落とし込むのですが、「手間をかけない」というのはこの部分です。
ノートやルーズリーフに手書きして、図解を入れて色をつけて・・・、ということをやっている時間は勿体無いと思います。私はパソコンのワープロソフトで(無機質ですが)ひたすら打ち込みました。
綺麗なノートを作るのが目的ではないので、頭に定着すれば十分です。説明図が必要であれば、スキャナーで読み込ませます。
②暗記物ファイルを作る
一般・専門の学科では、それなりの暗記物があります。参考書を読んで一通り理解したつもりでも、細かい定義の類は頻繁に見返餌ないと忘却曲線に乗ってしまいます。
そこで試験の3週間ほど前に最終的に行き着いたのは、自分が毎日チェックしたい項目を抜き出して、1冊のファイルに収納することでした。これもできるだけ手間をかけないように、いろんな書物からコピーしてまとめました。
全てをクリアファイルに収納したら、最初のページに目次を作って入れておきます。この目次の順番で、毎朝記憶の確認を行います。
日々の確認事項(目次)
1. 警報の確認(7個)
大雨、洪水、大雪、暴風、暴風雪、波浪、高潮
2. 特別警報の種類(6個)
大雨、大雪、暴風、暴風雪、波浪、高潮
3. 注意報の確認(16個)
大雨、洪水、大雪、強風、風雪、波浪、高潮、濃霧、雷、乾燥、雪崩、融雪、着氷、着雪、低温、霜
4. 気象現象の確認(18個)
おたぼきと:大雨、短時間強雨、暴風、強風、突風
かおゆなち:雷、大雪、融雪、雪崩、着雪
ちたたてか:着氷、高波、高潮、低温、乾燥
きしひ:霧、霜、雹
5. 法規の罰則確認
懲役3年・罰金100万円:屋外設置気象観測機器破壊、警報標識のいたずら
罰金50万円 :かき、よき、もは、きぎ、ぎて、けせ、むし
罰金30万円 :とた、ぎか、けき
罰金20万円 :きと
6. 現在天気記号
7. 過去天気記号
8. 天気の種類(15個)
快晴、晴、薄曇、曇、煙霧、砂塵あらし、地ふぶき、霧、霧雨、雨、みぞれ、雪、あられ、ひょう、雷
9.大気擾乱の分類
10.地上プロット形式
11.雲の記号
12.雨の強さ
13.風の強さ
14.海上警報
15.台風の強さ
16.台風の大きさ
17.台風の中心位置の角度
18.予報精度の評価
19.覚えておきたい数値
20.各種公式
21.エマグラム
1. 警報の確認(7個)
大雨、洪水、大雪、暴風、暴風雪、波浪、高潮
2. 特別警報の種類(6個)
大雨、大雪、暴風、暴風雪、波浪、高潮
3. 注意報の確認(16個)
大雨、洪水、大雪、強風、風雪、波浪、高潮、濃霧、雷、乾燥、雪崩、融雪、着氷、着雪、低温、霜
4. 気象現象の確認(18個)
おたぼきと:大雨、短時間強雨、暴風、強風、突風
かおゆなち:雷、大雪、融雪、雪崩、着雪
ちたたてか:着氷、高波、高潮、低温、乾燥
きしひ:霧、霜、雹
5. 法規の罰則確認
懲役3年・罰金100万円:屋外設置気象観測機器破壊、警報標識のいたずら
罰金50万円 :かき、よき、もは、きぎ、ぎて、けせ、むし
罰金30万円 :とた、ぎか、けき
罰金20万円 :きと
6. 現在天気記号
7. 過去天気記号
8. 天気の種類(15個)
快晴、晴、薄曇、曇、煙霧、砂塵あらし、地ふぶき、霧、霧雨、雨、みぞれ、雪、あられ、ひょう、雷
9.大気擾乱の分類
10.地上プロット形式
11.雲の記号
12.雨の強さ
13.風の強さ
14.海上警報
15.台風の強さ
16.台風の大きさ
17.台風の中心位置の角度
18.予報精度の評価
19.覚えておきたい数値
20.各種公式
21.エマグラム
ファイルには目次に続き、各項の要点を参考書からコピーしたり手書きで作ったメモを挟みました。
③添削答案集を作る
同じ過去問を何度やっても、同じところで間違えてしまうという経験はありませんか?
過去5回分の過去問を繰り返すとすると、1回あたり2問ありますから、10問を解くことになります。それだけの問題量をこなしてきて、2巡目に入って再度同じような間違えをすると情けなくなるし、間違えをなくすまでにあと何回練習しなければいけないの?と不安になります。
この収束時間を短縮できるのが「添削答案集」です(冒頭の写真)。
過去問題を解くときは、必ず所定の答案用紙に書き込みます。通常の問題集やサイトには白紙の答案用紙が用意されています。
答え合わせをする際には、自分が通信添削の指導員になったつもりで、赤ペンを入れていきます。私は正解の他にも、自分が間違えるクセ(例えば風向を読み間違えやすいなど)や簡単な解説を書き込みました。
これをファイリングしていくと、自分の弱点集が出来上がります。過去問を繰り返す時間がなくても、この答案集を見直すことで、問題演習と類似の効果が期待できます。何よりも自分が苦手な部分がまとまっているので、これさえ頭に入れれば良いというのは安心材料です。
④自分だけの問題集を作る
前線解析、等値線(等温線や等圧線など)解析、トラフ解析は考え込むと時間がどんどん経ってしまいます。本番では試験時間があっという間に足りなくなってしまいます。
そこで解析問題についてはある程度条件反射的に、瞬間的に対応できる慣れを養っておくことが必要です。
良い材料になりそうなネタを見つけたら、それを何枚もコピーしてファイリングしておきましょう。私は試験直前の数週間は毎日、この練習をしていました。
オリジナル教材の副次効果
過去問を解いていると自分の課題が見えてくるので、おそらく試験日の直前までオリジナル教材を作り続けることになると思います。
大事なことは毎日、自分の作ったこのファイルに触れることです。ファイルを開いて頭を活性化させることをルーティンにできれば、このファイルに触ることが精神安定剤になってくれます。
試験前日に何をしたら良いのか?
いつも通りにオリジナル教材をこなせば良いのです。
試験日には何を持っていけば良いのか?
自分で作った薄っぺらい4冊のファイルを持ち込みましょう。
分厚い参考書を持ち込む必要はありません。オリジナル教材の中身は毎日見て確認してきたものですから、試験会場であえて開く必要もありません。すでに自分の身体の一部になっているのですから。大げさに言えば自分のあせと努力の結晶です。
「自分はこれだけやってきたのだから大丈夫!」と自信を持って試験に臨むことができます。
教材作成を今日から始めてみませんか?

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