フェーン現象の原理と計算式をイメージ図で解説!

フェーン現象ってなんだ?!
なぜ起こる?

という疑問をサクッと解決するために、その原理をわかりやすくイメージ図を駆使してお伝えします!

計算式も解説しているので、試験対策にも役立ちますよ。(^^)

フェーン現象の原理を超わかりやすく解説!

フェーン現象の原理を超簡単に言うと

湿った空気が山を越えて、山の麓に降りてくる過程で温度が上がる現象のこと!
(※ドイツ語のFöhnが語源で、南から吹く風っていう意味です。)

もっと、少し詳しくお話ししましょう!

空気が山の斜面を昇るとき

空気の塊を、そのままの状態で山の斜面を昇らせる(高いところに持っていく)と、気圧が下がるので、気温が下がります。

気温が下がると、飽和水蒸気量(空気が含むことのできる水蒸気量)が下がるので、水蒸気が凝結(雲ができる&雨が降る)山越え2

山が高ければ
気圧も低い→空気の温度も下がる→水蒸気がどんどん雲になる→空気が乾燥する。

この時、水蒸気が雲(水)になることで、熱(潜熱)を出し
空気を温めます。

結果:山の下にいる時より、山の上に昇った空気の方が気温は低いですが、気温の下がり方が緩やかです。

空気が山を降りるとき

山を昇るときに、水蒸気を雲に変えてしまい、乾燥してしまった空気は
山を降りる時、気圧の上昇とともに気温が上がります。

空気は、水蒸気からもらった熱を持って
山を降りてきます。

結果:「山を登る前の空気の温度+水蒸気からもらった熱」で、山を登る前より高い温度の空気になります。

もし、乾燥した空気が山を超えたなら
そのまま山の斜面を昇って降りてくるだけなので
温度は何も変わりません(山の麓の標高が同じの場合)。

水蒸気を含んだ空気が山を越えるから
山を降りてきたときに、温度が上がってしまうのです。

しかも、春から秋にかけての「もともと暖かい空気」が南風になって、山を超えたら「もっと暖かい空気」になります。

では次で、具体的に計算してみましょう!

フェーン現象の計算方法~慣れれば簡単!

ざくりした話ですが

  • 乾燥した空気は1000m上昇させると、10℃気温が下がる。
  • 湿った空気を1000m上昇させると、約6.5℃気温が下がる。

ということがわかっています。

そして学校のテストや入試などで、フェーン現象の計算問題が出る場合は
計算しやすいように

  • 乾いた空気は1000m上昇させるごとに、10℃気温が下がる。
  • 雲があれば(湿っていれば)1000m上昇するごとに、5℃気温が下がる。

のように数字がシンプルになっているかと思います。

では実際に、テストのようなシンプルな数字で計算してみましょう!

問題

気温20℃の空気が、高さ2000mの山を超えました。
スタート地点とゴール地点の高さは0mとします。

空気が山を昇るとき、高さ1500m~2000mで雲ができました。

空気が山を越えてゴール地点に来たとき、気温は何度になっているでしょう?
※ただし、乾いた空気は高さが100m変わるごとに1℃増減します。
雲ができているときは、100mごとに0.5℃増減します。

式と答えは

最初に20℃だった空気は、2.5℃暖かくなり
山を降りたときには22.5℃になりました。

2.5℃なんて、大したことないと思いますか?

じゃあ、アンデス山脈などの6000m級の山だったら???
先ほどの問題と同じように、20℃スタートで1500mの高さから雲ができるとすると

計算の結果・・・
山から降りてきた空気の温度は、42.5℃!

フェーン現象、おそるべし!

では次に、フェーン現象の起こりやすい季節や地域がわかってたらなーっということで、いつ・どこで起こりやすいのかってお話です。

フェーン現象はいつ・どこで起きやすい?

実はフェーン現象は、山がある地域なら1年中起こってます。

春から秋にかけて、日本海側で季節外れの暑い日があれば、フェーン現象の可能性が高いです。
天気予報で言ってるかもしれません。

北海道の東側では、強い西風のせいで本州より暑くなることもあります。

冬の太平洋側で、空っ風として山から吹き降りてくる風も同じ現象なんですよ。あれは寒い!

でも、ちょっと待って!

フェーン現象なのに、暖かくないなんて…っていうより、風が吹く前より気温が下がってますよ!

その理由は・・・

寒くなるフェーン現象もある?

冬に日本海側から山を越えて、太平洋側で空っ風として吹く風は寒い!

その理由は・・・

もともとの空気が寒いから!

冬は北極の方から、ものすごく寒い空気がやってきます。
冬将軍とか言われちゃってます。

その冷たい空気は、太平洋側にあった空気よりずっと温度が低いんです。

だから日本海側でどっさり雪を降らせ、山を越えて気温が上がったとしても
まだ太平洋側の気温より低いってことがあるのです。

で、この風はフェーン現象の風なんですが、気温が下がるので
一般的に

  • ボラ(ボーラ)
  • ○○おろし

と呼ばれます。

風速が強いので、農作物や船に被害が出ることもあるのです。
寒いだけじゃないんですね。

さいごに

フェーン現象って元々ドイツ語なんです。

ドイツやスイスの方では、昔からアルプス山脈からのフェーン現象に悩まされてきたようです。
日本とは高さレベルの違うアルプス山脈からのフェーン現象は
級に暖かくなるだけじゃなくて、ひどい頭痛がしたり、仕事できないくらい体調を壊す人もいると言います。

アルゼンチンに仕事で行った友人は、アンデス山脈からのフェーン現象も体調を崩す人が多いと言っていました。

日本って、夏は暑いし冬は寒いし!と思っていましたが
実は優しい気候の国なのかも?

最後まで読んでいただいてありがとうございます!

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