【第64回】学科一般・問題10（2025年8月試験）

(a)について

冬の極域の成層圏では、太陽光が届かない極夜となるため、オゾンによる紫外線吸収の加熱がなくなり、放射冷却によって気温が非常に低くなります。極域が低温、中緯度が相対的に高温となることで、温度風の関係から高度とともに西風が強まり、北極を中心とした強い低気圧性の循環（極夜渦、極夜ジェット）が形成されます。したがって(a)は西風です。

なお、夏の成層圏では極域のほうが高温となるため、東風が卓越します。プラネタリー波は西風の中では上方へ伝播できますが、東風の中には伝播できないため、成層圏突然昇温は西風が卓越する冬に起こります。

(b)について

対流圏で発生したプラネタリー波が成層圏へ伝播し、そこで西風の運動量を弱める（減速させる）と、それを補うように極向きの流れと高緯度側での下降流が生じます。空気が下降すると、周囲の気圧が高くなるため断熱圧縮され、気温が上昇します。したがって(b)は断熱圧縮です。断熱膨張は上昇流に伴う冷却であり、気温上昇の原因にはなりません。

この昇温は数日間で数十℃に達することもあり、昇温が大きい場合には極域と中緯度の温度傾度が逆転して、西風が東風に変わり極夜渦が崩壊・分裂することがあります。

(c)について

プラネタリー波は下層から上層へと伝播し、上層ほど空気の密度が小さいため波の振幅が大きくなって、まず上層で西風の減速と下降流が起こります。その影響が次第に下方へ伝わっていくため、成層圏突然昇温の気温上昇は上層ほど早く始まり、時間とともに下層へ移っていきます。したがって(c)は上層です。

以上より、(a) 西風、(b) 断熱圧縮、(c) 上層の組み合わせとなり、正解は①です。