16時頃に起きた。寒すぎる。ベッドを出たあとも、ソファの上に布団で作った繭のなかで震えていた。紅茶を飲んで腹巻きしたらようやく動けるようになってきたかも。
冬は北風が冷たい。西高東低の冬型の気圧配置のとき、風は北から吹く。なぜ西高東低だと北風になるのかの仕組みを地学基礎の教科書で知ったとき、すごい感動したのを覚えている。
これは転向力(コリオリの力)の理解。北半球の等経度で、北と南に立った二人がいるとする。ここで南の人が北の人へめがけてボールを投げると、地球の自転の影響も受けるので、ボールは「投げられた方向(北)への速度 + 地球の自転方向(東)への速度」で進む。地球の形状を考えると、南の人の自転の速さは北の人の自転の速さよりも大きいので、投げられたボールが北の人の緯度に達したとき、そのボールは北の人よりも東にずれた位置にある。これを投げた人からの視点で見ると、ボールは投げるときに狙った向きよりも右にずれて動く。
逆に北の人が南の人へめがけてボールを投げると、ボールは「投げられた方向(南)への速度 + 地球の自転方向(東)への速度」で進む。北の人が投げるボールの自転方向への速さは南の人の自転方向への速さよりも小さいので、ボールが南の人の緯度に達したとき、ボールは南の人よりも幾分か西にある。これを投げた人からの視点で見ると、ボールは同様に右にずれて動いている。
こんな感じで、北半球での粒子の運動は、いずれの向きにしてもそこから右にずれる。このずらす動きを生み出す見かけ上の力は、転向力(コリオリの力)と名づけられている。転向力は北半球では右向き垂直に、南半球では左向き垂直にはたらく。これで、北半球と南半球で台風の渦巻きの向きが逆になることの説明とかができる。
で、なぜ西高東低の気圧配置だと北風になるかというと、
まず空気の粒子は、高気圧から低気圧に向かって動く力を受けている(気圧傾度力)と考えられる。これはまあ、密なエリアから疎なエリアに粒子が動くというので、割と直感的。エントロピー的な。
日本の西高東低の気圧配置の場合、気圧傾度力は高→低の向きで東向きに、一定の大きさではたらく。だから空気はまず、東に向かって動き始める。この運動に伴って転向力もはたらき始めるので、空気の運動方向は右向きの力を受けて、徐々に南方向にずれていく。気圧傾度力は常に一定に働いているので、風速は加速してだんだん大きくなっていく。また、転向力の大きさも風速に比例して大きくなっていく(なぜ比例するかの証明は、今の僕はできません…)ので、転向力と気圧傾度力はいずれつり合うことになる。
この２力がつり合っているということは、転向力は気圧傾度力と同じ大きさで、気圧傾度力の逆方向(西)に向けてはたらくベクトルになっている。「転向力が西向き」ということは、空気の運動方向はそれが垂直右向きに見える方向、つまり南方向になる。すなわち空気は北から南へと動いている。北風が吹いているということだ。
この考えを一般化すると、北半球の風はこの図の矢印の向き(等圧線と平行)で進むことがわかる。高気圧の周りだと時計回りで、低気圧の周りだと反時計回り。台風は低気圧なので、反時計回り。
以上が、西高東低の冬型の気圧配置のとき風が北から吹くことの説明になるのだけれど、これはあくまで上空の風(地衡風という)の運動の説明。地上付近の風(地上風)では、これに地面との摩擦力も考慮されて、事情がすこし変わる。
摩擦力は運動の逆方向にはたらく。地上風の速さは摩擦の影響で小さくなるので、転向力の大きさも地衡風のときより小さい。そして「摩擦力 + 転向力」の合力が気圧傾度力と釣り合うことになる。図のように転向力が南西方向にはたらいているということは、それが垂直右向きに見える方向として、風は南東方向に進む。
これを一般的に考えると、地上の風は、等圧線に対して平行ではなく、すこし低気圧側に斜めって進む。完全に西高東低のときは、完全な北風ではなく、北西風みたいになる。
という感じ。
この仕組みが好きだった。転向力というものがそもそも面白いし、それとのつり合いを考えたら風向きが必然的に求まる、みたいな考察の流れが気持ちいいなと思う。連続性や対称性、中間値の定理、鳩の巣原理などを使う考察には「必然的にこうなるよね」という理解の過程があって、そこが気持ちいい。例えば「地球上には、真裏の点と気温がまったく等しい点がつねに必ず存在する」という定理があって、それは中間値の定理で気持ちよく証明できる。
23時。何もしてません。
アイドルのMV見てた。aespa、M!LK、CANDY TUNE、FRUITS ZIPPER。aespaの『Whiplash』とM!LKの『イイじゃん』はサビが酷似している。
ランニングしたいけど、冬型の気圧配置が怖くて外に出られない。寒すぎ……めげる……。でも12月の寒さ程度で挫けてたら、今後も続かないよね。出なきゃ。
ランニングをした。川沿いを走っていると、男子３人組が「こっち来てるこっち来てる」と話しているところを見かけた。何が来ているかというと、すこし離れたところに女子の６〜７人グループがいて、それを指しているようだった。男子が彼女らのほうに「高校生ですか！」と叫んだ。すると女子が「高校生！」「何歳！」などと叫び返した。男子は「15歳す！」と言った。女子たちは「15？」「ガキやん」「どこ高校？」などとはしゃいだ。その後のやり取りは、通り過ぎたのでわからなかった。
こんな夜中に、初対面の高校生男子グループと女子グループが意気投合しようとしているなんて、すごいなあと思った。僕も混じれないかなあ。26歳です。おととい誕生日でなったとこです。「26？ いい年やん」「誕生日とか聞いてないし」「なんで走ってるの」なんか身体動かして、体力をつけたくて……あと自律神経も整わせたいので。「体力づくりで走ってるの？ 小学生みたい」「遅くね」「ほぼ歩いてんじゃん」「自律神経とか笑」僕はもう無理なんだ。
雲ひとつなかった。流れ星を見つけた。12月の間意識を失いたい12月の間意識を失いたい12月の間意識を失いたい。その後、また流れ星を見つけた。妙にラッキー。あるいは流星群でもあるのか？
帰った。調べたら、今夜はふたご座流星群が見られるタイミングのようだった。たまたま深夜にランニングしたおかげで見れた。もしかしてあの高校生たちも、流星群を見に川に集まっていたのか。生意気。
今日も何も作業できなかった。明日の準備をした。明日は朝早いから、せめて早く寝たい。僕はもう15歳じゃない。