気象学では、等圧線とは何ですか？

等圧線は、天気図上の等しい気圧のポイントを結ぶ線です。 単語はギリシャ語の単語isos — equal —およびbaros — weightに由来します。 圧力の測定値に基づいて等圧線を間隔でプロットすることにより、風景の等高線地図の丘や谷のように、圧力の高いエリアと低いエリアをマップに描くことができます。 地図上の等圧線を調べることで、気象学者は天気が晴れるか曇りか、風の強さや方向、そして緯度と時間を考慮に入れて広範囲の気温を予測できます。

天気図でカバーされているエリア内のすべての地点で気圧を測定することはできないため、等圧線は気象観測所で取得した気圧の測定値に基づいています。 気圧は高度に応じて低下するため、測定値は海抜値に合わせて調整され、高度の変動に対応できます。 米国では、通常、圧力の読み取りは1時間ごとに行われ、等圧線は通常4ミリバール（mb）間隔で、1000 mbの圧力をベースとして使用します。 エリア内のさまざまな場所で同時に取得された空気圧の読み取り値セットから、圧力が適切な値をとる場所を推定することにより、アイソバーをプロットできます。

たとえば、気象観測所が1002 mbの圧力を報告し、北へ数マイル離れた別の観測点が1006 mbを報告する場合、1004アイソバーが2つの間を通過すると推定できます。 等圧線マップでは、等圧線は、それらが表す圧力値（996 mb、1000mb、1004 mbなど）でラベル付けされます。 マップには、さまざまなステーションでの個々の測定値も表示されます。

等圧線図から、気象学者は今後数日間の天気を決定できます。 サイクロンとして知られる低圧地域は、中心に上昇する流入空気を特徴としており、一般的に雲と降水に関連しています。 高気圧と呼ばれる高気圧地域は、空気の下降と流出に関連しており、通常は乾燥した晴天をもたらします。

風は、圧力の高い領域から圧力の低い領域に流れます。 天気図の等圧線は、圧力勾配を示します。 等圧線が離れている場合、これは穏やかな圧力勾配と弱い風であることを示します。 等圧線が互いに近い場合、これは急勾配を示します。 圧力勾配が急なほど、風速は高くなります。

圧力勾配は、高圧の領域の周囲よりも低圧の周囲の領域が急勾配になる傾向があります。 等圧線図が風景として描かれている場合、高圧エリアは緩やかに傾斜した丘のように見え、低圧エリアは急な側面のくぼみのように見えます。 低圧地域は、実際、一部の地域では「うつ病」と呼ばれています。

摩擦が無視される場合、風速は圧力勾配力（PGF）によって決まります。 これは、高圧値から低圧値を引いた結果を距離で割ったものとして計算できます。通常は、1キロメートルあたりのミリバール（mb / km）で表されます。 たとえば、アイソバーマップが約12マイル（20 km）の距離で1008 mbから996 mbへの圧力低下を示す場合、圧力勾配は12 mb / 20 kmであり、これは0.12 mb / kmに相当します。 これは非常に急な圧力勾配であるため、この地域では強風が予測されます。

風の方向は、圧力勾配の向きだけでなく、地球の自転によって生じるコリオリの力の影響も受けます。 北半球では、これにより、低圧地域の周りの風が反時計回りに回転し、高圧地域の周りの風が時計回りに回転します。 南半球ではその逆です。 コリオリの力によるたわみの量は、極に向かって大きくなり、風速にも比例します。

摩擦を無視すると、PGFとコリオリの力が均衡し、風が等圧線と平行に流れるようになります。 これらは地衡風として知られ、摩擦が重要ではない地上で発生する可能性があります。 しかし、表面では、摩擦により風が遅くなり、コリオリ効果が弱まり、風は等圧線を横切る傾向があり、半球に従って時計回りまたは反時計回りに、サイクロンに向かって内向きに、高気圧から外向きに螺旋状になります。