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中緯度低気圧を勉強したとき、対流圏上部にある高速風の流れであるジェット気流の話を少々したことがあります。 しかし、私たちが話したジェット気流は、実際には中緯度ジェット気流であり、中緯度の天候に定期的に影響を及ぼしています。 中緯度ジェット気流は地球唯一のジェット気流ではありませんが！
亜熱帯高気圧の議論では、ハドレー細胞における高高度の極方向の流れについて議論したとき、地球の自転とコリオリの力を無視したのです。 地球は自転しているので、空気は高高度で直接極に向かって流れるわけではありません。 むしろ、もっと渦を巻くようなルートをとるのです。 ハドレー循環の上流で極域に向かう空気は、やがて東（北半球）に向かって曲がっていきます。 その結果、ハドレー循環の上流にある空気塊は、赤道から亜熱帯に向かう間に地球を1周することになる。 この極域へのスパイラルは、緯度30度付近の亜熱帯ジェット気流（STJ）で頂点に達する。 第二次世界大戦中、アメリカのパイロットが日本や太平洋の島々を西に向かって飛行中、航空機の表示気流速度よりも劇的に低い地上速度が報告された。 このように、地面に対して非常に遅い速度で飛行している場合、その意味はただ一つ、ものすごい向かい風である可能性がある。 下の画像は、冬期（12月、1月、2月）のアジアと西太平洋の上空4万フィート付近の長期平均風速（単位：m/s）と風向を示したものである。 緯度30度付近の細い帯状の速い風は、STJの平均的な位置を示している。 パイロットはほとんど前進できないミッションもあったが、大きな発見をした！
実際、STJは世界のどの場所よりも、平均して西太平洋地域で強いです。 それは主に、ヒマラヤとチベットの高地が対流圏上部の空気の一般的な西向きの流れを中断し、迂回させるからです。 さらに東に向かうと、迂回した空気の枝が再び集まり、日本付近で加速する。 参考までに、上の図は、冬季の日本付近のSTJの平均速度が秒速70メートル（時速約157マイル）を超えることを示しています。
しかしながら、緯度30度付近のSTJを維持する全体的なメカニズムは、空気区画がハドリー細胞の上部枝で角運動量を保存する傾向があることです。 角運動量の保存は、フィギュアスケートの選手が腕を内側に引く（回転軸からの距離を短くする）と回転が速くなることを説明する概念であることを思い出してください。 ハドレーセルの上部の枝にある区画が極方向に渦を巻くと、地球の自転軸からの距離が短くなり、速度が速くなります。 理論的には、赤道上空で静止している（地表に対して）空気は、経路に沿って角運動量を完全に保存すると仮定すると、毎秒134メートル（約260ノット、時速300マイル）の東方向の速度で緯度30度に到達します
しかし現実には、STJはその速度に達しないのです。 それは、小包が完全に角運動量を保存しないからです。 例えば、高い山や高くそびえる積乱雲は、ハドレー海盆の上流で極域に向かう気塊にいくらかの抗力を及ぼします。 しかし、角運動量保存の障害となる他の要因にかかわらず、気塊は地球の自転軸に向かって内側に渦巻きながら角運動量を保存する傾向があり、その角運動量をSTJと呼ぶ「混合物」に投げ込んでいると言ってよいでしょう。 また、地球の自転速度はコリオリ力の大きさを支配しているため、STJの平均的な位置は、地球の自転速度によって大きく左右されることも付け加えておく。 地球の自転速度が速くなれば（コリオリの力が強くなれば）、STJは赤道付近で発生することになります。 9015>
夏半球のハドレー循環の上流が極域まで広がっているにもかかわらず、STJは夏よりも冬に強くなることがわかりました。 STJの主な駆動メカニズムは、角運動量を保存する小包の傾向であることを考えると、これは奇妙に思えるかもしれません（STJが高緯度にあるときは速度が速くなるはずです）。
その結果、北半球の亜熱帯域の陸地での強烈な太陽熱が、ハドレー循環のリンゴ箱をひっくり返したような状態にすることがわかりました。 一言で言えば、赤道上よりも北緯30度付近（主に陸上）の方が高温になり、典型的な南北の温度勾配が逆転してしまうのです。 この観測を確認するために、6月、7月、8月の熱帯・亜熱帯の長期平均気温を確認してみよう。 私たちのハドレー循環の原型は、赤道域に最大加熱帯があるという仮定に根ざしているので、この帯が亜熱帯に極移りしてしまうと、私たちの理想とするハドレー循環のモデルが破綻するのは当然といえば当然である。
夏と冬のSTJの強さの変化を見るために、夏と冬の北米と隣接する海洋の4万フィート付近の平均風を比較します（上図）。 まず、アメリカ中部から北部にかけて、高速の風が吹いていることがわかります。 これが中緯度ジェット気流の足跡です。 STJを示すために、それぞれの画像に黒い太い矢印を使いました。 夏（上の左の画像）には、夏のSTJの平均的な位置に関連して、比較的弱い風の筋が2本あります。 一つはハワイからアメリカ南西部に向かって伸び、もう一つは大西洋中層からアフリカ北西部に向かっています。 これらの風の筋は、冬の強いSTJ（上の右の画像）に比べると見劣りします。
冬の間、強いSTJは中緯度での大きな冬の嵐に貢献することがあります。 STJは半永久的に存在し、その平均的な位置は地球の自転速度によってほぼ固定されていることを覚えておいてください。 しかし、気温や気圧の局所的な変化により、時折、STJの一部が極側に少し膨らんだり、南側に少したわんだりすることがある。 しかし、STJの最北端は、中緯度ジェット気流の最南端に相当する。 そのため、この2つのジェット気流は時々相互作用し、中緯度低気圧、特に陸と海の温度差が良好な繁殖地となる大西洋岸で急速に発達するための舞台が整えられることがあると仮定してよいだろう
このような相互作用の1つとして、ワシントンDCと周辺の中大西洋および南東の州で1979年の大統領の日の暴風雪に驚いた。 このとき、STJは中緯度ジェット気流の強いトラフ（青で示した「極」ジェット気流と呼ばれることもある）に先行する南西の流れの中で北に引き寄せられました。 これが、1979年の大統領の日の暴風雨のきっかけとなった。 9015>
その結果、大統領の日の嵐は2月19日19時の可視衛星画像で見られるように、グルジアからペンシルバニアに大雪を残すことになった。 実際、中緯度帯の冬の大嵐の多くは、今回のようにSTJが北に引き寄せられることで恩恵を受ける。 ハドレー細胞は熱帯の天候をコントロールする一方で、中緯度の天候にも影響を与えることがあるのです！
ハドレー細胞については、ITCZの上昇枝、STJを頂点とする上部枝、緯度30度付近の亜熱帯高地を形成する降下枝について説明しました。 次は、循環の最後の枝である貿易風、つまり亜熱帯からITCZに向かって戻ってくる表層流に注目しましょう。 続きを読む