【第55回】学科一般・問題9(2021年1月試験)

 ⼀般⾵の弱い晴れた⽇中における,平坦で地表⾯状態が⼀様な陸上の⼤気境界層の⼀般的な特徴について述べた次の⽂(a)〜(d)の正誤の組合せとして正しいものを,下記の①〜⑤の中から1つ選べ。

  1. (a) 接地境界層を除く⼤気境界層内では,⼤気が上下によく混合されているので,⾵速は鉛直⽅向にほぼ⼀様になる。

  2. (b) ⽔蒸気は地表⾯から⼤気に供給されるので,相対湿度は接地境界層の上端から⼤気境界層の上端まで⾼度とともに次第に減少する。

  3. (c) 接地境界層内では,温位が⾼度とともに減少する絶対不安定な状態が持続することがある。

  4. (d) ⼤気境界層内の気温は⽇の出から午後にかけて上昇するが,⼤気境界層の上端の⾼度は,この間ほとんど変化しない。

  (a) (b) (c) (d)
答え
③ 正 誤 正 誤
解説 (a)について
「接地境界層を除く⼤気境界層内では,⼤気が上下によく混合されているので,⾵速は鉛直⽅向にほぼ⼀様になる。」

これはです。

「接地境界層を除く⼤気境界層内」とは、主に混合層です。

混合層は「地表面の影響を受ける大気」、自由大気は「地表面の影響を受けない大気」です。

日射で地面が暖められると、空気はフワフワと浮かびます。

浮かんだ空気は混合層の上部まで行ったあと、自由大気で吹く強い風の影響を受けて、下降します。

そのため混合層では空気が上下に混合されていて、自由大気中の風より風速は弱くなります。

つまり、混合層では鉛直⽅向の風速がほぼ⼀様になります。

解説 (b)について
「⽔蒸気は地表⾯から⼤気に供給されるので,相対湿度は接地境界層の上端から⼤気境界層の上端まで⾼度とともに次第に減少する。」

これはです。

「接地境界層の上端から⼤気境界層の上端まで」は、主に混合層です。

混合層では、相対湿度は⾼度とともに高くなります。

なぜなら、混合層では高度とともに気温が低くなるからです

気温が低くなると、空気中に含むことのできる水蒸気量(=飽和水蒸気量)が少なくなるため、相対湿度は高くなります。

一般気象学,小倉義光,p.155※赤は加筆

解説 (c)について
「接地境界層内では,温位が⾼度とともに減少する絶対不安定な状態が持続することがある。」

これはです。

接地境界層内では、温位は⾼度とともに減少することがあります。

日射が強すぎると地面温度が急に高くなり、上に熱を運ぶのが追い付かなくなって、絶対不安定のままになってしまいます。

一般気象学,小倉義光,p.155※赤は加筆

解説 (d)について
「⼤気境界層内の気温は⽇の出から午後にかけて上昇するが,⼤気境界層の上端の⾼度は,この間ほとんど変化しない。」

これはです。

「⼤気境界層の上端」には、混合層と自由大気の間の「移行層」があります。

一般気象学,小倉義光,p.155※赤は加筆

日の出のあと日射が強くなるにつれて、⼤気境界層内では対流活動が活発になります。

対流活動が活発になると移行層の高度は高くなり、だんだん日射量が減って対流活動が落ち着いてくると移行層の高度は低くなります。

そのため⼤気境界層の上端の⾼度(=「移行層」の高度)は変化します。

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