2011年1月31日-2月2日 歴史的なブリザード

気象学

2011年2月1日火曜日にアメリカの中央部の大部分にブリザード状態をもたらしたこの非常に複雑で強いシステムは、先週の半ばまでにコンピュータモデルで初めて示されるようになりました。 しかし、その時点では、モデルのガイダンスは、このシステムの位置や時期に関して大きく変化していた。 イリノイ州北部とインディアナ州北西部に大雪と強風をもたらすという解決策にガイダンスが収束し始めたのは、この週末になってからである。 これは、この冬これまで観測されたものとは対照的なものである。 1月31日深夜から1日早朝にかけて、上層の低気圧とそれに伴う地表の低気圧が平野南部の外に出始めたのです。 このため、ミシシッピ川中流域では様々な種類の冬型の降水が始まった。 火曜日の早い時間に湖の影響で雪が降ったものの、イリノイ州とインディアナ州の北部には昼過ぎまで雪が積もることはなかった。 この時、低気圧は強まりながらミズーリ州南部とイリノイ州南部に到達していた。 強い低気圧のすぐ北側には中程度の雪から大雪の領域が多く広がっていた。

メソケール（小規模）要因がいくつか発生し、火曜日午後6時から水曜日午前12時の間に、この地域にさらに広範囲な激しい降雪をもたらしました。 イリノイ州東部中央を強い低気圧が通過し、変形軸や雪帯はイリノイ州北部を北西に回転した。 この変形軸は地域外に移動し始めるまでの数時間、地域全体で1時間に1～2インチの降雪量となった。 上層の気圧の谷が北東に進んだため、中・上層の強制力は夜半に最も強まった。

レーダー画像(大雪のための強い強制力)

2月1日深夜から2日未明にかけて、システムは急速に東から離れ続けている。 このため、イリノイ州北部とインディアナ州北西部では湿った空気が東に流れ込み、小雪から中程度の雪が降り続くこととなった。 また、この頃から上層の流れが変わり始め、このシステムの雪は湖水効果雪に移行した。 次のレーダー画像は、ミシガン湖北部から南西にウィスコンシン州南部、イリノイ州北東部にかけての帯状の湖水効果の雪を示している。 また、この画像はミシガン湖に沿った地表の観測です。 この観測で注目すべき点は2つあります。 まず、風速が強く、最大で50MPHの突風が観測されたことです。 もう一つは、これらの観測の方向性です。 湖上で不安定であることと、長いフェッチが湖水効果雪の発達には欠かせません。 もうひとつ、より強い雪の帯を発達させるのに役立つのが、表面のコンバージェンスです。 ミシガン湖の西岸にあるいくつかの地域では、ウィスコンシン州東部とイリノイ州の上空で風が収束していることに注目してください。 これは強い地表収束が起こっていることを示している。 この強い収束が、2日の中頃までイリノイ州北東部に降った雪を助け、水曜日の昼過ぎにはインディアナ州北西部まで雪が降り、全てが東に移動した。

レーダー画像（湖効果/強化雪の輪郭）

Lightning

冬の天候について話すとき、雷は思いつかないことですが、火曜日にこの地域のいたるところで観測されており、特に2/1夜遅く、頻繁に増加しているのです。 下の画像は、全米に設置された雷検知システムによる落雷です。

Cloud-to-ground lightning strikes

では、何が原因で2月1日に落雷があったのか? 春の雷雨の発生には、揚力または強制力、水分、そして不安定性といういくつかの要素が必要です。 これらの要素は、冬期の雷の場合にも当てはまります。 上層の気圧の谷と中層の前線生成により、この現象は強制力を欠くことはなかった。 また、この系は中部で発達する際に大量の水分を取り込み、2つ目の要素を提供することができた。 電荷分離や雷の発生に必要な鉛直運動は、不安定性だけであった。 下の画像は、火曜日の夜6時頃の大気の断面で、ウィスコンシン州マディソンからイリノイ州シャンペーンにかけての地域と、オヘア空港を画面の中心に置いています。 この画像の目的は、イリノイ州北部とインディアナ州北西部に存在する不安定性を最もよく表現することである。 この画像は、イリノイ州北部とインディアナ州北西部に存在する不安定性を表現するためのもので、実線の流線はシステム規模の強制力と中層の前線原性強制力による上下動です。 背景の画像は、今回の不安定性です。 青色は、最も良い鉛直運動の真上にある、この最も良い不安定性を持つ領域です。 この不安定性のおかげで、垂直運動が早くなり、降雪の生成や電荷分離、つまり雷の発生を助けることができます。 夏の雷雨の場合、このような不安定な状態が続くと、あられが地上に降ることがあります。 さて、今回は冬の話なので、あられの話は必要ないだろうと思われるかもしれません。 しかし、雪と一緒に雹が降ったという観測が地域全体でいくつかありました。

Model analyzed cross section of the atmosphere highlighting key meteorological ingredients for heavy snowfall

Winds

この強い低気圧によって地域全体に非常に重い雪が降り、さらに非常に強い風が吹くための設定を提供したので、吹雪状態になったことがあります。 上層のトラフが強化され不安定になったため、中西部の一部を北東に進むにつれて、強い地表低気圧が深まりました。 この深化した低気圧は南から移動し、北には強い高気圧の尾根があり、2月1日の深夜、中西部は強い気圧配置となった。 この気圧配置は等圧線と呼ばれ、イリノイ州北部とインディアナ州北西部を中心に、この地域の大部分に張り出した。 3861>

Surface weather map from 12 a.m. February 2, 2011 with infrared satellite overlaid

このシステムには他にもいくつかの特徴があり、2月1日に地域全体で非常に強い風速となったことを助長しています。 そのうちの1つは、このシステムの中層と上層の部分と関係がありました。 このダイナミックなシステムは、地表を含むすべての大気層で非常に強い流れをもたらしました。

下の画像は、ERA-5データセットから再解析されたサウンディング（大気の鉛直分布のプロット）です。 これらはオヘア空港付近の地点のものです。 この画像の最初の部分は右側で、大気の異なるレベルでの風速と風向きを示す棒グラフです。 このウィンドバーブは、地上から数千フィート離れた地点で、風速50〜60MPHの風が吹いていることを示しています。 熱や水分の分布からわかるように、大気の下部がよく混合されていると、これらの風速は簡単に地表に伝わり、まさに火曜日の夜遅くに発生したのである。

午後3時に再解析した観測値です。 2011年2月1日15時（積雪時）	2011年2月1日20時（大雪・強風）	2011年2月2日14時（大雪・強風継続）
ERA-5データセットより作成。