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温位とは?

おんい

温位とは、ある高度の空気塊を断熱的に地上(1000hPa)まで降ろしたときに示す温度のことで、高度や気圧が異なる大気を同一基準で比較するために使われる気象学の基本量です。

温位(おんい、Potential Temperature / 記号:θ〔シータ〕)とは、大気中のある高度の空気塊を、熱の出入りがない状態断熱過程)で仮想的に標準気圧(1000hPa)まで圧縮したときに示す温度を指します。気象学・大気科学において大気の安定性や空気塊の識別・追跡に広く用いられる重要な物理量です。

大気中では高度が上がるにつれて気圧が下がり、空気塊は膨張して温度が下がります(乾燥断熱減率:約1℃/100m)。そのため、異なる高度の気温をそのまま比較することは、空気塊の本来の熱的性質を比べるうえで適切ではありません。温位は気圧の効果を取り除いた「保存量」であるため、断熱変化では高度が変わっても温位は一定に保たれます。

温位が気象学で活用される主な場面は次のとおりです。

  • 大気安定性の判断:温位が高度とともに増加していれば安定、逆転していれば不安定。
  • 気流の追跡:温位は保存量のため、同じ温位を持つ面(等温位面)に沿って空気塊が移動すると考えられる。
  • 気団の識別:異なる気団の温位分布を比較することで、大気構造を解析できる。

また、水蒸気の潜熱を考慮した「相当温位」と組み合わせることで、対流活動の分析に役立てられます。

使い方・例文

高山の山頂(気圧が低い)の気温が低くても、その空気の温位を計算すると平地の空気と同程度になることがあります。これにより、高度の違いに関わらず空気塊の熱的性質を比較できます。

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