前線の通過と天気の変化Passing Fronts and Weather Changes

1予想しよう（触る前に）Predict (before you touch anything)

1. 暖かい空気と冷たい空気がぶつかると、どちらが上に、どちらが下になると思いますか。When warm air and cold air meet, which one do you think ends up on top and which underneath?💡 同じ体積で比べたとき、暖かい空気と冷たい空気ではどちらが重いでしょうか。For the same volume, which is heavier: warm air or cold air?
2. 前線が自分のいる場所を通り過ぎたあと、気温は上がると思いますか、下がると思いますか。前線の種類によって違うでしょうか。After a front passes over where you are, do you think the temperature goes up or down? Might it depend on the type of front?💡 前線が通過したあと、自分の上空や地上をおおっているのはどちらの空気かを考えましょう。Think about which air mass is covering your location after the front has passed.

2動かしてみようTry it

1. 「❚❚ 一時停止」を押して止め、「寒冷前線」を選ぶ。「経過時間」スライダーを 20 % にして、空の断面図で寒気・暖気・前線面・積乱雲の位置と、下の「地上の観測」の気温・天気・風向を記録する。Press "❚❚ Pause" to stop the animation and choose "Cold front". Set the "Time" slider to 20 % and, in the sky cross-section, note where the cold air, warm air, front surface and cumulonimbus are. Record the temperature, weather and wind in the "On the ground" panel.
2. 「経過時間」を 55 %、80 % と進め、観測地点(点線)で前線が通過する前後の気温・天気・風向の変化を記録する。気温カードのグラフも見る。Move "Time" on to 55 % and then 80 %, and record how the temperature, weather and wind change at the station (dashed line) before and after the front passes. Also look at the graph in the Temperature card.
3. 「温暖前線」に切り替え、「経過時間」を 20 %、40 %、90 % にして同じように記録する。前線の前方(東側)に並ぶ雲の名前と順番を断面図で確かめる。Switch to "Warm front" and record the same things at "Time" 20 %, 40 % and 90 %. In the cross-section, check the names and order of the clouds lined up ahead (east) of the front.
4. 2 つの前線で、前線面の傾き(急か、ゆるやかか)と、雨が降っている範囲の広さを比べる。最後に「▶ 再生」で通して再生し、画面下の解説文と照らし合わせる。Compare the two fronts: how steep the front surface is and how wide the rain area is. Finally, press "▶ Play" to watch the whole pass and compare it with the summary text at the bottom of the screen.

3確かめようCheck

1. 寒冷前線と温暖前線のどちらでも、暖気は寒気の上と下のどちらにありましたか。In both the cold front and the warm front, was the warm air above or below the cold air?→ どちらでも暖気は寒気の上にあった。寒冷前線では寒気が暖気の下にもぐりこんで押し上げ、温暖前線では暖気が寒気の上をすべり上がっていた。In both, the warm air was above the cold air. At the cold front the cold air pushes in underneath and lifts the warm air; at the warm front the warm air slides up over the cold air.
2. 寒冷前線が通過するとき、観測地点の天気・気温・風向はどう変わりましたか。As the cold front passed, how did the weather, temperature and wind at the station change?→ 通過前(20 %)は晴れ・25.0 ℃・南西の風。通過直後(55 % 付近)は積乱雲による「激しいにわか雨」で、気温は 14 ℃台まで急に下がった。80 % では晴れ・14.0 ℃・北西の風になった。雨は前線のすぐ後ろの狭い範囲だけで、短時間で終わった。Before it passed (20 %): sunny, 25.0 °C, SW wind. Just after it passed (around 55 %): "Heavy showers" from the cumulonimbus, and the temperature dropped quickly to about 14 °C. At 80 %: sunny, 14.0 °C, NW wind. The rain fell only in a narrow strip just behind the front and was over quickly.
3. 温暖前線が近づくとき、空の雲はどんな順に現れ、天気はどう変わりましたか。As the warm front approached, in what order did the clouds appear, and how did the weather change?→ 前線から遠い順に巻雲→巻層雲→高層雲→乱層雲と並び、近づくにつれて雲が低く厚くなった。観測地点では 20 % でくもり(南東の風・12.0 ℃)、40 % で乱層雲の下の「しとしと雨」になり、雨は通過(50 %)まで長く続いた。From farthest to nearest the front: cirrus → cirrostratus → altostratus → nimbostratus, so the clouds got lower and thicker as the front came closer. At the station it was cloudy at 20 % (SE wind, 12.0 °C) and had "Light rain" under the nimbostratus at 40 %, and the rain kept falling for a long time until the front passed at 50 %.
4. 温暖前線の通過後、気温と風向はどうなりましたか。寒冷前線とどこが違いましたか。After the warm front passed, what happened to the temperature and wind? How was that different from the cold front?→ 晴れて南西の風に変わり、気温は 12.0 ℃からゆっくり上がって 90 % で 22.0 ℃になった。寒冷前線は通過直後に気温が急に下がったのに対し、温暖前線は通過後に気温がゆっくり上がった。It cleared up, the wind turned to SW, and the temperature slowly rose from 12.0 °C to 22.0 °C at 90 %. The cold front made the temperature drop suddenly right after it passed, whereas the warm front made it rise gradually.

4考えようThink further

1. 寒冷前線の雨は短時間で激しく、温暖前線の雨は弱く長く続くのはなぜでしょうか。前線面の傾きと雲の種類から説明しましょう。Why is cold-front rain heavy but brief, while warm-front rain is light but long-lasting? Explain using the slope of the frontal surface and the type of cloud.→ 寒冷前線では前線面が急で、暖気が急激に押し上げられて垂直に発達した積乱雲ができるため、狭い範囲に強い雨が降る。温暖前線では前線面がゆるやかで、暖気がゆっくり広い範囲ですべり上がるので、横に広がる乱層雲などの層状の雲ができ、広い範囲に弱い雨が長く続く。At a cold front the frontal surface is steep, so warm air is forced up rapidly and forms tall cumulonimbus, giving heavy rain over a narrow area. At a warm front the surface is gentle, so warm air rises slowly over a wide area and forms layered clouds such as nimbostratus that spread sideways, giving light rain over a wide area for a long time.
2. ある日、午後に急に強い雨が降り、そのあと北寄りの風に変わって気温が大きく下がりました。どんな前線が通過したと考えられますか。One afternoon there was a sudden heavy shower, after which the wind turned northerly and the temperature dropped sharply. What kind of front most likely passed?→ 寒冷前線。短時間の激しい雨、通過後の北寄りの風(シミュレーションでは南西→北西)、気温の急な低下は、寒冷前線の通過で見られた変化と一致する。A cold front. A short, heavy shower followed by a northerly wind (SW → NW in the simulation) and a sudden temperature drop match what was seen when the cold front passed.

よくある誤解Common misconceptions

• 「寒冷前線では寒気が上から暖気に覆いかぶさる」という誤解。寒気は重いので、どちらの前線でも寒気は下、暖気は上にある。寒冷前線では寒気が下にもぐりこんで暖気を押し上げる。"At a cold front the cold air comes down on top of the warm air." Cold air is denser, so at both kinds of front cold air stays below and warm air above. At a cold front the cold air wedges in underneath and pushes the warm air up.
• 「前線が通過すると必ず天気が悪くなり、そのあとも雨が続く」という誤解。雨が降るのは前線付近だけで、どちらの前線も通過後は晴れる。変わるのは雨の降り方と気温の変化のしかた。"When a front passes, the weather always turns bad and stays rainy." Rain falls only near the front, and after either front passes it clears up. What differs is the kind of rain and how the temperature changes.

用語（日本語 / English）Key terms (Japanese / English)