ーここでわかることー
▶︎そもそも逆転層とはどんなものか
▶︎逆転層の種類は大きく分けて3つ！
▶︎3種の逆転層の見分け方（エマグラムでの特徴もわかりやすく解説）
▶︎逆転層ができている時、どんな天気になるのか
気象予報士試験でも度々出題される逆転層。
「気温が逆転しているから逆転層」まではすぐに覚えられるけど、でき方から種類を特定したり、エマグラムを見て判断するのはハードルが高いですよね。
ここでは、逆転層を基礎からわかりやすく、図解を交えて解説しています。
エマグラムでのわかりやすい特徴も学べるようになっているので、初めて学ぶ学生さんや、気象予報士を目指す方にも役立つ内容となっています。
ぜひ最後までご覧ください。
※この記事は、当講座に在籍する気象予報士が監修しております。
そもそも逆転層とは
逆転層とは、高度が上がるとともに、気温が上昇する気層のこと。
通常、対流圏の気温は、高度が上がるとともに下降します。
山を登って標高が高いところにいけば、山のふもとより涼しくなるものです。
高い山であれば、1年中雪が消えないこともあります。
私たちは経験からも、高いところほど気温が低くなるということを知っていますよね。
一方、逆転層では逆のことが起きています。
高いところほど気温が高い、または気温が低くならない・・・つまり通常と逆のことが起きているので「逆転層」というのです。
また、逆転層にはいくつか種類があり、わたしたちの暮らしに影響しています。
さぁ次は「逆転層の種類」について解説します！
逆転層の種類
逆転層は、成因からざっくり３つに分けることができます。
- 接地逆転層
- 沈降性逆転層
- 前線性逆転層（移流逆転層）
ではそれぞれ説明していきます！
接地逆転層
接地逆転層とは、地面に接している逆転層のこと。
地面に接した逆転層が生まれる主な原因は、放射冷却です。
冬、晴れて風が弱い夜間などに、放射冷却によって地面付近の気温が下がります。
すると地面より少し上にある空気の方が気温が高くなったり、ほとんど気温が変わらない状態になるのは想像できますね？
これが接地逆転層です。
沈降性逆転層
沈降性逆転層とは、ある高度で一時的に気温が上昇または低下しにくくなる層のこと。
これは、上空の空気が下降（沈降）することによって断熱圧縮され、温度が上昇するために起こります。
位置的には上空1000mより上が多いようです。
どんな場合に沈降性逆転層が発生するのでしょうか？
例えば・・・
- 高気圧などの下降流によって空気が沈降した場合
- 冬季、大陸から吹き出した寒気が沈降した場合（上空2kmくらいに発生）
前線性逆転層（移流性逆転層）
前線性逆転層は、冷たい空気の上に温かい空気が移流する境目に形成される逆転層のこと。
（移流性逆転層とも言う。）
温暖前線や寒冷前線の断面図を想像するとわかりやすいですね。
寒気の上に暖気が流れ、境目が逆転層になっています。
前線がなくても、地表付近に冷気が溜まっているところに、温かい空気が流れ込んだ場合も含みます。
（この場合、「移流性逆転層」の方がしっくりきますね。）
ここでちょっと気づいたでしょうか？
気温だけで見ると、前線性逆転層と沈降性逆転層はそっくりです。
そして、もし移流逆転層が地面に接していたら、接地逆転層に見えるような・・・
そんなわけで、次は逆転層の見分け方を説明しましょう！
3種の逆転層の見分け方
接地逆転層・沈降性逆転層・前線性逆転層（移流逆転層）は、天気図や状況から見分ける方法と、エマグラムなどから湿度で見分ける方法がある。
ではまず、天気図や状況から見分ける方法です。
天気図や状況から推測する
逆転層が地面に接していた場合・・・接地逆転層なのか、前線性逆転層（移流逆転層）か迷った場合について。
- 接地逆転層: 天気図上では、等圧線の間隔が広く、気圧の傾きが小さい穏やかな状態であることが多いため、風が弱い傾向が見られる。
- 移流性逆転層（温暖前線）: 天気図上に温暖前線の記号が見られ、前線に向かって収束するような風のパターンが見られる。
上記のように、等圧線や風の変化から推測することができます。
また、接地逆転層は夜間の放射冷却で発生する場合が多いので、日の出とともに解消していくようなら接地逆転層の可能性が高いです。（前線性逆転層の発生は時間との関係はありません。）
他にも、放射冷却による逆転層や、温かい海面上を冷たい空気が流れてきた場合に形成される逆転層では霧が発生する場合があります。
もし衛星画像などで霧が見られるようなら、前性逆転層（移流逆転層）より接地逆転層の可能性が高くなりますね。
では次に、沈降性逆転層か前線性逆転層（移流性逆転層）か迷った場合・・・
- 沈降性逆転層: 上空に高気圧の中心や高気圧の縁辺部に対応する気圧配置が見られます。等圧線の間隔が広く、気圧の傾きが小さいことが多いです。
- 移流性逆転層（温暖前線）: 天気図上に温暖前線の記号が見られ、前線に向かって収束するような気流のパターンが見られる。
気圧配置を見て、なぜこの場所に逆転層ができたのか？と考えると良さそうです。
逆転層が形成される前に何があったのか、周囲の風は強いのか、収束しているのかなど、想像してみると意外とヒントは多いと思います。
とはいえ、もっと簡単に逆転層の種類を分類したいですよね。
そんな時はエマグラムで見る湿度がポイントになります！
エマグラムから判断する
各逆転層ごとに、エマグラムでわかるポイントを紹介しましょう。
放射冷却による接地逆転層の場合、逆転層内（地上付近）の相対湿度は高くなります。
引用元：成田航空地方気象台（空のしおり）
相対湿度が高くなる理由は、空気の移動や水蒸気の補給がない状態で、空気の温度のみが下がるためです。
空気の温度が下がると露点温度が下がり、霧ができます。
盆地にお住まいの方は、頻繁に体験されているはず。
空気が下降して形成される沈降性逆転層の場合、逆転層から上層の露点温度は低く、乾燥しています。
引用元：気象庁「関東南海上の下層雲が上層雲の接近で急発達した事例解析」
上空の冷たい空気が下降流によって下降させられたら、どうなるでしょう？
空気中の水蒸気の量はそのままで、空気の温度が上昇しますよね。
すると・・・空気の温度と露点温度の差が大きくなり、乾燥した空気となるわけです。
上に示した浜松のエマグラム（左から２つ目の1400の700hPa辺り）でも、逆転層から上層が乾燥しており、沈降性逆転層だとわかります。
冷たい空気の上に暖かい空気が流れ込む前線性逆転層の場合、逆転層から上層の空気が暖湿気であるため、相対湿度は高くなります。
引用元：気象庁「第2章 現業作業における総観場の把握と 局地気象解析について」
上に示したアマグラムでは、ピンクのバンド部分が前線性逆転層です。
一般的に、1000ｍより上になることが多いようです。
気温と露点温度はほぼ同じですね。
また、風向が急激に変わっていて、前線らしい特徴が見て取れます。
逆転層が天気に及ぼす影響
逆転層が天気に及ぼす影響は、逆転層の種類によります。
説明するまでもないと思いますが、温暖前線による前線性逆転層が上空を通過する場合、徐々に天気が崩れていくことが想像できます。
逆に、広い範囲で高気圧に覆われ、放射冷却によって接地逆転層が発生した場合は、朝方は霧に覆われているかもしれません。
しかし日中には良い天気となり、暖かい日になるかもしれません。
他に、沈降性逆転層の場合、高気圧圏内で発生していれば、天気は良いかもしれません。
でも冬季の寒気の吹き出しによる沈降性逆転層の場合、逆転層の下には背の低い積乱雲があり、地上では雪が降っているかもしれません。
結局、逆転層は天気に影響を及ぼしますが、「晴天になることが多い」や「悪天になりがち」などの傾向はわからないということになりますね。
まとめ
逆転層とは、高度が上がるとともに、気温が上昇する気層のこと。
地上に接して発生することもあるし、対流圏の下層・中層問わず発生します。
逆転層は以下のように、大きく3つに分けることができる。
- 接地逆転層
- 沈降性逆転層
- 前線性逆転層（移流逆転層）
- 接地逆転層とは…地面に接している逆転層のこと。
- 沈降性逆転層とは…ある高度で一時的に気温が上昇または低下しにくくなる層のこと。
- 前線性逆転層とは…冷たい空気の上に温かい空気が移流する境目に形成される逆転層のこと。（移流性逆転層とも言う。）
上記の3種の逆転層は、天気図や状況から見分ける方法と、エマグラムなどから湿度で見分ける方法がある。
逆転層が天気に及ぼす影響は、逆転層の種類による。
逆転層を暗記するのは簡単かもしれませんが、成因も様々なので、意外と奥が深いのです。
学べば学ぶほど面白くなる気象の世界・・・また一緒に楽しく学びましょう！
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