竜巻の構造

あくまでも、世の中にある知識を基にした私の推論であることを、予めご了承ください。
事実関係を確認していないので、間違っているかもしれません。

今回のお話は、以下で紹介するお話の続きとなります。
１．気温変化と大気の気圧変化、そして風の流れ

竜巻というと、地上と上空の気温差が４０度以上ある場合に発生し易いと聞きます。

では、どの様なときに気温差が生まれるか考えてみましょう。

日本の西には南から暖流が流れていますので、ここへ寒気がやって来た場合、気温差が４０度以上になることがあるかも知れません。

まだ暖気の残る秋ごろ、北西から非常に強い寒気がやってきた場合。

あくまでも例ですが、どのように竜巻が発達するかを説明したいと思います。

例えば、上空に強い寒気を持つ低気圧が西から東へ移動しているとします。
東には暖気があります。

まず、「１．寒気を伴う低気圧」の様に低気圧が東へ移動中です。
西からやってきたので、西側は寒気による冷たい空気が残っています。

この低気圧上空の寒気は、下部の暖気より比重が重く、重い空気が対流圏海面（黄色い部分）を引っ張ることで気圧を下げ、重い空気が低気圧による反時計回りの遠心力で、対流圏海面にある低気圧の中心から重く冷たい空気を外へ流します。
遠心力により流れていた寒気に勢いが無くなると、下部の暖かく比重の軽い大気よりも重く冷たい空気は下降します。
地上付近では日射があるので、下降した空気は地上付近で暖められます。
地十付近で暖められた空気は、失われた空気を補うように寒気下の地上付近へ流れていきます。

暖かい空気は上空の寒気よりも比重が軽いので、暖かい空気が上昇します。
この時、上空にある寒気の渦下では、暖気が吸われる様に上昇しますので、勢いよく上昇します。
これにより、寒気を伴うこの低気圧よりやや東の地上でも、上昇気流により低気圧が発達します。

更に東へこの寒気が進行し、上空の気温と地上の気温差が４０度以上に開くと、上空の寒気は地上の暖気よりも更に比重が重くなり対流圏海面の大気を引っ張ります。
地上では暖気による上昇気流が増し、地上の低気圧が勢いを増します。
すると、「２．低気圧が発達」の様に発達します。

そして、これらの勢いが更に増し「３．竜巻が発生」のような状態になります。

上空では寒気による強力な低気圧が渦を巻き、寒気より下まで影響を与えるようになります。
地上では、強い上昇気流により発達した強力な低気圧が渦を巻き、上空へまで影響を与えるようになります。

上空と地上の低気圧、どちらの勢いが強いかは、寒気の規模（広さ）によって変わるでしょう。

この２つの渦が繋がったとき、竜巻が生まれます。
この竜巻は暖気による上昇気流が必要で、周辺の暖気が無くなれば勢いをなくし、消滅するでしょう。

さて、世の中には日本では見られない大きな竜巻があります。

大きな竜巻の構造を考えますと、まず、広い寒気が上空に広がっていると思います。

この広い寒気中心部は気温が低く、寒気の中心から離れたところでは暖気による上昇気流が発生します。
この暖気は寒気中心部の吸い取る力に影響されずに上昇するため、それ程の勢いはありません。

中心部では広い寒気だけに、広い範囲の対流圏海面を引っ張り、強い低気圧となります。
低気圧の中心は温度が低く、遠心力により寒気を外へ流しています。

この寒気による低気圧が発達すると、低気圧の渦が地上付近へまで影響を与えるようになり、上空から渦が地上付近まで影響を与えるようになります。

この絵は少し大げさですが、このように地上付近へまで渦が影響を与えるようになります。

上空の寒気は発達し、地上付近まで寒気が下がってきます。
対流圏海面を引っ張るため、この寒気は上へ引っ張られる力が働きます。

地上付近の暖気が衰えると、地上付近の大気と上空の大気の比重が小さくなり、低気圧が衰え竜巻は消滅すると思います。

事実関係は確認していませんが、今回は、いくらかYoutubeの動画を見て調べました。
もちろん、間違っているかも知れません。(^^)

以上。