傾圧不安定



地球の大気は太陽からのエネルギーにより赤道で強く熱せられ, 極地方では放射により冷却される. この様に水平方向に温度差ができれば, 当然対流が起こる. しかし, その対流は地球が自転しているために, 風呂桶の中の対流のようなわけにはいかない.

この実験は回転台の上にのせたドーナツ型の水槽を使って, 水槽の外側と内側で温度差をつけ,

という条件下での流れを見ようというものである. 実験の条件は軸対称であるが, 条件によっては対称性が崩れて蛇行する流れが生じる. これを傾圧不安定 (Baroclinic instabiliry) と呼ぶ.

これは地球の『ジェット気流』に相当するもので, 実際のジェット気流もこの実験の様に蛇行しながら, 固体地球よりも速く回っている. そして, 中緯度の地球大気では, 我々の身の回りで観察される鉛直面内の対流ではなく, このような蛇行によって熱が極地方に運ばれるのである.