2つの「高さ」
LCL(持ち上げ凝結高度)は、未飽和の空気塊を断熱的に持ち上げたとき、飽和する高度です。雲底を考える目安になります。
LFC(自由対流高度)は、持ち上げた空気塊が周囲より軽くなり、正の浮力によって上昇できるようになる高度です。
抑制とエネルギー
CIN(対流抑制)は、空気塊をLFCまで持ち上げる際に克服する必要のある負の浮力のエネルギーに関わる量です。単位はJ/kg。逆転層そのものを意味せず、LCLより下にも負の浮力の領域はあり得ます。
CAPE(対流有効位置エネルギー)は、正の浮力から得られる単位質量あたりのエネルギーを積算した量です。単位はJ/kg。空気塊に浮力を与える原因の名前ではありません。
持ち上げる → LCLで飽和 → LFCに達する
→ 正の浮力で上昇 → 積乱雲へ発達する可能性
この流れは基本的な模式例です。雲ができた時点で正の浮力があるとは限らず、CAPEが大きくても、CINや上昇のきっかけによっては対流が始まらないことがあります。
上昇を始めるきっかけ
前線、山の斜面、下層での風の収束などが空気を持ち上げます。地形性上昇と収束は別の過程ですが、山沿いで一緒に起こる場合もあります。
LCLからLFCまでの間に、必ず逆転層があるとは言えません。まずは、空気塊と周囲の密度・温度の関係を説明します。
略語は、英語を小さく分けて覚える
LCL:持ち上げ凝結高度
Lifting Condensation Level
Lifting=持ち上げる/Condensation=凝結/Level=高度。
未飽和の空気塊を乾燥断熱的に持ち上げて、飽和に達する高度。飽和と正の浮力は別。LFCと混同しない。
LFC:自由対流高度
Level of Free Convection
Level=高度/Free=自由な/Convection=対流。
持ち上げた空気塊が周囲より軽くなり、正の浮力によって上昇できるようになる高度。LCLは飽和する高度。雲ができただけではLFCに達したとは限らない。
CIN:対流抑制
Convective Inhibition
Convective=対流の/Inhibition=抑制。
空気塊がLFCに達するまでに克服する必要のある、負の浮力のエネルギーに関わる量。単位はJ/kg。逆転層そのものでも、高さでもない。CAPEが大きくても発生を抑えることがある。
CAPE:対流有効位置エネルギー
Convective Available Potential Energy
Convective=対流の/Available=利用できる/Potential Energy=位置エネルギー。
正の浮力によって得られる、単位質量あたりのエネルギーを積算した量。単位はJ/kg。発生や実際の上昇速度を保証しない。CINと持ち上げるきっかけも見る。
CINは資料によって負の値、または抑制の大きさを正の値で示します。「大きい」と比較するときは、符号の扱いを確認しましょう。