【第51回】学科一般・問題1(2019年1月試験)

経度方向に年平均した対流圏内の気温と風の緯度・高度分布について述べた次の文章の下線部(a)~(c)の正誤の組み合わせとして正しいものを,下記の①~⑤の中から一つ選べ。

気温は,熱帯地方の対流圏下層で最も高く,(a)熱帯地方の対流圏界面付近で最も低い。 一方,対流圏内の同じ高度における気温は,対流圏界面付近を除き極側ほど低く,その南北傾度の大きさは,(b)中緯度地方で大きい。このことと温度風の関係より,中緯度地方の西風の風速は高度とともに,(c)減少する

     (a)  (b)  (c)
① 正 正 誤
② 正 誤 正
③ 誤 正 正
④ 誤 正 誤
⑤ 誤 誤 正
 
答え
① 正 正 誤
解説 (a)について
問題文に「年平均した対流圏内の気温と風の緯度・高度分布について~」とあるので、まずは対流圏の話であることを押さえておきます。
 
「気温は,熱帯地方の対流圏下層で最も高く,(a)熱帯地方の対流圏界面付近で最も低い。」
これはです。下図の通り、対流圏内では上空に行けば行くほど(=高度が高くなるほど)気温は低くなります。
地上付近の気温を考えると、北極や南極の気温よりも、熱帯地方の気温のほうが暖かいです。暖かい空気は膨張するため、熱帯地方のほうが対流圏界面の高度が高くなります。
 
 
対流圏界面付近の気温を考えると、高度7kmの気温よりも高度14kmの気温のほうが低いため、「気温は、(a)熱帯地方の対流圏界面付近で最も低い」はとなります。
解説 (b)について
「対流圏内の同じ高度における気温は,対流圏界面付近を除き極側ほど低く,その南北傾度の大きさは,(b)中緯度地方で大きい。」
 
これはです。赤道付近では気温が高く、北極や南極では気温が低いです。
気温が高いと空気は膨張し、気温が低いと空気が圧縮するため、極と赤道の間にある中緯度では気温の南北傾度が大きくなります。

帯状平均気温平年値の高度・緯度断面図。等値線間隔は10K。 (気象庁HPの図を加工)

解説 (c)について
「このことと温度風の関係より,中緯度地方の西風の風速は高度とともに,(c)減少する
これはです。中緯度地方の西風の風速は高度とともに増加します。
 
温度風とは鉛直方向の風向・風速の違いのことです。「鉛直シア」ともいいます。
温度風は実際に吹いている風ではなく、2地点の風ベクトルの差です。
(b)より、赤道付近は気温が高いため空気が膨張し、北極や南極は気温が低いため空気が圧縮されています。そして等圧面(700hPa面とか)の高度も、赤道付近で高く、北極や南極で低くなります。
 
すると下図のように、上層ほど気圧傾度が大きくなり、上層の風が強くなります。
上層の風の矢印が長くなるので、温度風の矢印も長くなる=温度風が強くなります。

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