対流圏界面

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熱帯地域

熱帯対流圏界面（約380Kに位置）は、気圧約100hPa、温度約-70～-80℃でブルワー・ドブソン循環（図1）の上昇枝に位置しています。 熱帯対流圏界面を通過した後、等温面400K（約90hPa）を通過した成分は、大規模なブリュワー・ドブソン循環によって中・上部成層圏に運ばれる可能性があります。 そこで、成層圏の組成に何年にもわたって影響を与える可能性がある。 熱帯対流圏界面と400Kの間で、水蒸気と原爆の破片（1950年代と1960年代の爆発による）の理論計算と測定から、微量成分のかなりの極域への輸送が確認されている。

熱帯のSTEは、対流と大規模なブリュワー・ドブソン循環の間の複雑であまり理解されていない相互作用によって支配されています。 対流圏界面を通過した物質塊は、まず深い対流雲の中で上方に輸送される。 しかし、ある高さ以上では、ブリュワー・ドブソン循環がその後に続く上昇を支配することになる。 対流と大規模循環の間の遷移の高さは固定されていない. 少なくとも熱帯の対流圏界面は明確に区分されていないことが多い.

熱帯対流圏界面が対流圏と成層圏の間のかなり深い遷移領域とみなすのがより正確かもしれない。

インドネシアで観測されたように、対流圏界面を貫通する対流圏ターレットが存在することもある。 しかし、このような非常に深い対流現象が、必要な上 昇流束を供給するのに十分な頻度で発生するかどうかについては、 疑問がある。 この場合、熱帯の対流圏界面での上昇流は大規模なものとなり、対流圏界面付近の高曇りが頻繁に起こることが予想される。 北半球の冬、西太平洋の暖かいプール上では、90%以上の確率で目に見えない巻雲が観測されるが、この雲の原因はまだ解明されていない。 一方, 対流圏界面付近で対流が必要量以上を供給すると, 最も高温で低温の対流事象のみが成層圏に影響を与える可能性がある.

赤道成層圏に流入する空気の乾燥度（北半球の冬は約3ppm、北半球の夏は約4.2ppm）は、熱帯の空気が成層圏に流入する経路を厳しく制限している。

このような低い水蒸気混合比のメカニズムとして考えられるのは、成層圏に入った空気が雲を通して処理されたことです。

水蒸気混合比が低い理由として、成層圏に入った空気が雲を通過したことが考えられます。 効率よく脱水するには、氷の結晶が十分な大きさに成長し、急速に沈降するのに十分な低温を維持することが必要である。 そうでないと、成層圏に上昇する際に、氷晶が再蒸発する可能性がある。 成層圏の水蒸気混合比が低い空気は、深い対流雲に関連して測定されることがある。 しかし、成層圏の水蒸気混合比が低い大気は、深い対流雲に伴って観測されることがある。 例えば、対流圏界面付近を伝播する重力波が十分な隆起を与え、さらに凝結と水蒸気の喪失を可能にすることがある。

帯状に平均化された熱帯対流圏界面温度は、成層圏の極端な乾燥状態とは一致しません。 このことは、空気が成層圏に入るのに好ましい領域があるという仮説を示唆しています。空気は、飽和蒸気圧が（非常に低い温度から）十分に低く、上記のような空気区画の十分な脱水が可能な場所でのみ、熱帯対流圏界面を局所的に上方に通過するのです。 このような領域は、北半球の冬に西太平洋（主にインドネシア近海）で発生し、成層圏に入る空気の「噴水」が局所的に存在するという考えと一致する。 しかし、北半球の夏の大規模気象解析による温度分布では、水蒸気量の記録を説明できるほど低温が持続する領域はない。 この時期、低温と脱水現象は、大規模気象解析では捉えられない空間的・時間的に限定された事象に関連して、散発的にしか発生しないはずである。 もう一つの仮説は、最近導入され、現在も開発中であるが、深い対流圏界面遷移層の存在に基づくものである。 空気の脱水は対流系で起こるが、成層圏への脱水空気の輸送は、この部分の全体的な正味の放射加熱のために、ゆっくりと上昇しながら行われる。 このように、脱水と成層圏への輸送は、それぞれ異なる時間帯と場所で発生する。 この熱帯のSTEに関する見解は、成層圏の「噴水」よりも動的で、非常に異なるスケールの鉛直および水平プロセスを含んでいる。

対流圏界面の高さと温度の縦方向の変動、したがって赤道STEが好んで現れる場所は、十分に理解されていない一連の局所的プロセスに起因していると考えられる。 対流圏界面高度が最も低いのは、西太平洋のウォームプールと北半球のモンスーンに関連している。 このことは、対流圏界面の形状を形成する上で、対流が積極的な役割を担っていることと矛盾しない。 しかし、対流圏界面高さと対流活動の関係は単純ではない。 特に、1月の対流圏界面の最低気温は赤道上に集中し、対流はやや南で最大になることが示唆された。 対流雲の放射効果や断熱加熱による波動運動が、対流と対流圏界面の高さ・温度、そして地熱の位置の関係をわかりにくくしている。