気圧はどのように決まるのでしょうか

質問

気圧についての質問です。高校の教科書や入門者向けの気象学の本には、気圧は測定地点から上にある空気の重さによって生じると書かれているのですが、実際気圧とは測定した場所より上方の空気の重さだけで決まるものなのでしょうか？
答えと理由を詳しく教えてください(*_ _)

回答No.4

moto_koukousei · ベストアンサー

気圧は、その気圧を測っているところに懸かっている圧力で、圧力は上方の空気の重みですが、その重みを決めている要素が沢山あるということではないかと思います。

1000Paの地点の上には（1000Pa圧力に応じた気体が載っている)=(1000Paに載っている気体の高さは計算で決まる）と考えるのは早計なようです。

天気図に　高層天気図と呼ばれる天気図があります。
http://www.imocwx.com/wxfax.htm
http://kobam-hp.web.infoseek.co.jp/meteor/high-weathermap.html

ここに2005年8月21日9時の地上の気圧と、700Pa・500Pa・300hPaの気圧のところが高度でどの高さにあるかを曲線で結んだ等高線の図が並んでいます。
http://www.s-yamaga.jp/nanimono/taikitoumi/kousoutenkizu.htm
700Pa・500Pa・300hPaの等高線の位置が違ったパターンを描いていることが見えます。

http://www.s-yamaga.jp/nanimono/taikitoumi/kiatsutokaze-01.htm#%E5%A4%A7%E6%B0%97%E3%81%A8%E6%B5%B7%E3%81%AE%E7%A7%91%E5%AD%A6
http://www.s-yamaga.jp/nanimono/taikitoumi/teikiatsu.htm

『同じ高度でも気圧の異なるところがある・隣り合った地点なのに高度に対応する気圧が違う・同じ気圧のある高度を線で結ぶと閉じた曲線ができる・高気圧や低気圧の位置が高層天気図によって違う』というのは、『場所によって空気の密度が違う・場所によって風向きも風力も違う・上方にある空気の高さが違う』ことを意味しています。温度が低いほど、空気の密度は高くなります。
http://www.s-yamaga.jp/nanimono/taikitoumi/taikinodaijunkan.htm

うまく説明できないで、ごめんなさい。

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なお、実際の大気には、上昇気流、下降気流がありますので、その風圧を考えれば、上方から下方への圧力は違います。横や斜めからの風でも同じです。　冬のジェット気流は30m/sの強い風です。その風圧を測ったのでは困るので、気圧を測るときには風の影響が出ないように測ります。　従って、気圧は風が気圧計に影響を与えていないときの値です。　気圧計の付近の大気に主として上方から懸かってくる重みの圧力です。
http://www.vaisala.co.jp/files/SPH10-20_Brochure_in_Japanese.pdf

お礼

詳しい回答ありがとうございます。風圧は除去して考えるんですね。とても参考になりました。

回答No.3

sunspot_number

漢字を間違えていました。誤：「海面校正」→正：「海面更正」です。すみません。

大気（空気）は目に見えないので実感がわかないのは無理もありません。
例えば水に置き換えて考えましょう。
水だと約10mちょっと潜る毎に気圧が１気圧ずつ増します。なぜでしょう？
それは潜水した自分の上にそれだけ水の塊が乗っかっているからです。

毎年発行されている「理科年表」は参考になると思います。
例えば平成18年版の理科年表の気象部の最初の頁には、気圧の説明は、
----------< 引用開始 >----------
海面気圧：現地気圧を海面上の値に更正したものである．
----------< 引用終了 >----------

昭和49年版の理科年表の気象部の最初の頁には、気圧の説明は、
----------< 引用開始 >----------
気圧　気圧の単位としては ---< 中略 >---
　気圧は原則としてフォルタン型水銀気圧計ではかり，標準状態における海面の値で比較する．このために気圧読取値には器差補正，温度補正，重力補正および海面更正を行なう．本表では，温度0℃，重力980.665cm/sec^2の標準状態における海面更正をした気圧値が載せてある．
----------< 引用終了 >----------
[cm/sec^2]の"^2"は"二乗"を表します。

理科年表の気象部の「超高層大気」、「標準大気の高さと気圧」、「気圧によって高さを知る表」、「気圧の海面更正」あたりをご覧になると参考になると思います。

お尋ねの上昇気流があった場合はどうなのかについては私は気象の現場に携わる者ではありませんし、専門家でもありませんので、これ以降は想像になります。

台風の通過や前線の通過で気象状況は短時間で変化ことがあります。
発表される値は、測定値の何分間の間での平均値ではないでしょうか？

飛行機向けの飛行場の気象通報は普段は30分毎の更新ですが、滑走路が事故とかで使えなくなったり、気象が急変する場合（特に台風の接近時）はそのつど短時間で更新されます。

お礼

たくさんの丁寧なご説明ありがとうございました。本屋で理科年表をチェックしてみます。

回答No.2

sunspot_number

基本はそのとおりです。

NHKの気象通報や天気図に使われる気圧は、その地点でもし海面上だとどのような気圧になるのかを計算で補正した物です。
日本だと例えば長野県のように高地だと気圧はそれだけで低くなりますから測定値をそのままでは他の低地の地域と比べることが出来ません。

また飛行場の気圧も海面校正された値で飛行機に伝えられます。
各飛行場の海面高度は飛行場の図面に載っていてそれは操縦士が操縦室に持ち込んでいますから、それを見て、着陸時のように低空を飛行する際に役立ちます。と言っても何も着陸寸前になって見るわけではありません。前もって調べて記憶していますから。

お礼

丁寧な回答ありがとうございます。気圧の校正のされ方から見ると、やはり気圧は上方の空気の重さのみに影響されていると考えても問題なさそうですね。

補足

なぜ気圧は空気の重さだけに影響されるのか、力学的な方面からも詳しい説明が頂けたらうれしいです。

上昇気流など大気の大きな動きがある所でも、空気の重さだけが気圧を決定するということをイメージするのが難しく感じられるんです。

回答No.1

debukuro

重力は地心に向かいます
だから観測した場所の上空に積み重なった空気の重さ？です

お礼

回答ありがとうございます。