【第53回】学科専門・問題10(2020年1月試験)

図ア~ウは,3つの地点における異なる日の9時の温位(太線),相当温位(破線),飽和相当温位(細線)の鉛直分布を示している。これらの地点付近の大気の状態について述べた次の文(a)~(c)に対応する図の組み合わせとして適切なものを,下記の①~⑤の中から1つ選べ。なお,横軸の目盛間隔は各図とも10Kであるが,各図の左端の温位は同じではない。

  1. (a) 観測地点は日本海を東進する低気圧の東側にあり,およそ6時間後に周辺でダウンバーストと思われる突風が観測されている。

  2. (b) 観測地点は日本海側に位置し,強い寒気が流入している領域にあり,周辺では雪やみぞれが観測されている。

  3. (c) 観測地点は移動性高気圧に覆われた内陸部にあり,周辺は広く晴れている。

(a) (b) (c)

答え
④ ウ ア イ

解説 温位・相当温位・飽和相当温位について
温位:空気を断熱的に特定気圧(普通は1000hPa)の高度まで移動させたときの温度
※断熱的とは「外部との熱のやり取りが無い」状態

断熱変化には「乾燥断熱変化」と「湿潤断熱変化」があります。

乾燥断熱変化とは「水蒸気の凝結を伴わない変化(=潜熱の放出が無い変化)」のことです。乾燥断熱変化では、高度が1km上がるごとに温度は9.8℃減少します。

湿潤断熱変化とは「水蒸気の凝結を伴う変化(=潜熱の放出を加味する変化)」のことです。湿潤断熱変化では、水蒸気の量によって温度の減少率が変わります。対流圏下層の場合は約4℃/km、対流圏中層の場合は約6℃/kmで温度が減少します。

相当温位:温位+潜熱の効果

飽和している湿潤空気を断熱変化させると、水蒸気の凝結が起こります。

水蒸気は凝結するときに潜熱を出します

この影響を加味したのが相当温位です。

飽和相当温位:空気が水蒸気で飽和していると仮定して求めた相当温位

飽和相当温位は、潜熱の効果が最大となった相当温位だと考えることができます。

相当温位と飽和相当温位の値が近いほど、空気は飽和に近いことを表しています。

解説 (a)について
「観測地点は日本海を東進する低気圧の東側にあり,およそ6時間後に周辺でダウンバーストと思われる突風が観測されている。」

これはが正解です。

「観測地点は日本海を東進する低気圧の東側にあり」から、温暖前線が近づいていると推測できます。

温暖前線が近づくと上層雲が見られるようになるため、500hPa以上に雲がある「ウ」が当てはまります。

さらに「6時間後に周辺でダウンバーストと思われる突風が観測されている」ことから、対流不安定であることが推測できます。

よって「ウ」が正解です。

解説 (b)について
「観測地点は日本海側に位置し,強い寒気が流入している領域にあり,周辺では雪やみぞれが観測されている。」

これはが正解です。

問題文より、降水現象があることと、季節が冬であることが読み取れます。

よって「ア」が正解です。

解説 (c)について
「観測地点は移動性高気圧に覆われた内陸部にあり,周辺は広く晴れている。」

これはが正解です。

「移動性高気圧に覆われ」と「周辺は広く晴れている」ことから、空気が乾燥していると推測できます。

さらに観測地点は「内陸部」にあることから、放射冷却により地表付近が冷え込んで逆転層ができたと考えられます。

よって「イ」が正解です。

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