冷たい空気のかたまりの行方

質問

海面上または地上に一定量の冷たい空気のかたまりを作り出した場合、簡単に説明するとどういった現象が起こるでしょうか。

例えば、気温３０度、湿度９０％という普通の夏の状態で、地表または海上に、１０平方ｋｍの広さで、１００ｍの高さに、周囲より５度低い２５度の気団（湿度は相対的に低く乾燥）を作り出した場合、どのような気流が起こりますか。

（推定）空気は重いため、静かに地表または海面に沿って横に広がる。周りの空気が冷やされ、雲か霧が発生する。周囲に緩やかな上昇気流が起こり、冷たい気団には下降気流が降りてくる。

こんなものでしょうか。大まかな仮説で結構です。教えてください。

回答No.1

ruehas

こんにちは。
そうですね、これは質問者さんのお考え通りですから話は整理するだけということになりますが、気圧が同じで気温だけが下がった場合、冷たい空気の方が重たいですから、これは地表に沿って広がり暖かい空気を押し上げます。
このように、気塊が水平に移動することを「移流」といい、この場合は冷たい空気が地表に沿って移動する「寒気移流」ということになります。そして、これが暖かい空気の下に潜り込んだところが「前線」ですね。
雲ができるのは暖かい空気が上空に押し上げられるからです。暖かい空気と冷たい空気が触れ合って発生する霧は「蒸気霧」と分類されます。前線で発生する霧を「前線霧」といいますが、これは定義が異なり、条件がもう少し複雑になります。

このような地表付近に作られる冷たい気塊は放射冷却などによって気圧が下がらずに熱だけが奪われたという状態であり、上空よりも気温の低い「逆転層」となります。夏場の逆転層は主に暖かい気塊が海上などに移流することによって作られます。「放射霧」や「移流霧」は地表から熱が奪われるときに発生します。
通常、空気が冷やされますと気圧は下がりますが、これは周りの空気に押されて元に戻ります。このとき気塊の容積が押し縮められて密度が上がりますので、低地に作られる逆転層の空気は周りよりも必ず重たいということになります。