客觀日本

筑波大學等解開富士山頂各種奇特雲彩的形成條件之謎

2026年01月28日 能源環境

斗笠雲、滾軸雲、旗雲——眾所周知,富士山周圍會出現各種形狀的奇特雲彩。日本筑波大學等的研究團隊宣佈,明確了這些雲彩的形成條件。團隊利用環繞山體的相機進行了長期觀察,並結合觀測數據進行了詳細調查,這是首次對以往僅停留在經驗之談的富士山雲層形成機制進行的科學考察。

裝點著日本第一靈峰的雲彩蔚為壯觀,深受人們喜愛。雖然此前人們對各類雲形的大致形成機制有過推測,但始終未能充分闡明。為此,研究團隊在2019年1月至2021年12月的3年間,利用環繞富士山實際部署的7台即時相機對雲彩進行了觀測。此外,還基於氣象廳的觀測數據,調查了富士山上風側700hPa高度,大約上空3公里處的風向和風速,測量了不同高度的風速等。

結果發現,各種形狀的雲彩有以下特徵。(1)看起來像山頂戴了斗笠的「斗笠雲」,主要出現在溫暖季節的早晨,當吹較強的西南西風、山頂附近或更高處存在濕潤空氣層時,就能觀測到。

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富士山頂的斗笠雲。(左)接地斗笠(右)分離斗笠(供圖:日本筑波大學、資訊通信研究機構)

(2)看起來像從天空垂下的「滾軸雲」多在吹西南持續吹風時間出現:濕潤空氣產狀於稍高處、風速的高度差比斗笠雲更小時,更容易產生。關於形成機制曾有過兩種學說,但研究發現,風越過山時發生的大氣上下振動「山嶽波」在起作用。在夏季,當吹起西南西持續吹風時間,由於風速的高度差較小而產生了山嶽波,山嶽波將濕潤空氣抬升,進而形成了滾軸雲。而另一種既往的假設,即風在經過山體時向左右分流、隨後再次合流,從而形成滾軸雲的機制,被認為影響較小。

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滾軸雲。(左)橢圓型(右)翼型(供圖:日本筑波大學、資訊通信研究機構)

(3)看起來像旗幟飄揚的「旗雲」,多形成於寒冷季節、吹乾燥西北風的白天。這種情況下,風在低於山頂處較弱,在山頂附近急劇增強,到了更高空則進一步增強。與滾軸雲相反,這是不易發生山嶽波的條件。其成因多被認為是冬季西北西風經過山體後合流,由此產生的上升氣流將濕潤空氣抬升而形成。

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旗雲。(左)馬鬃型(右)飄揚型(供圖:日本筑波大學、資訊通信研究機構)

研究還發現,斗笠雲以貼近山頂的「接地斗笠」、滾軸雲中以「橢圓型」、旗雲以「馬鬃型」為各類雲彩的主要形態。

不僅是富士山,岩木山(青森縣)和櫻島(鹿兒島縣)等孤立聳立的圓錐形山也會形成類似的雲彩。

值得玩味的是,風向風速濕度等條件的細微差異造就了豐富多彩的雲彩。研究團隊成員中筑波大學計算科學研究中心的日下博幸教授(氣象學)表示:「該研究與其說是否有用,不如說是因為有趣才進行的探索。希望能更詳細地進行驗證。為了調查風向和風速、濕度的垂直分佈、大氣邊界層結構等主要因素的具體作用,正在推進數值模擬。」

研究團隊由日本筑波大學、國立研究開發法人資訊通信研究機構聯合構成。相關成果已發表在英國皇家氣象學會的專業雜誌《Weather》2025年10月30日刊的電子版上,筑波大學於2025年11月25日發佈。

日文:JST Science Portal 編輯部
中文:JST客觀日本編輯部

【論文資訊】
期刊:Weather
論文:Characteristics of unique cap, Tsurushi and Hata clouds around Mount Fuji
DOI:10.1002/wea.7774

日語原文