問題
XX年8月8日から9日にかけての日本付近における気象の解析と予想に関する問題です。8日21時に九州南部に上陸した台風第AA号（中心気圧988hPa）が主役で、関東の東には台風第BB号もあります。台風第AA号は日本海へ進みながら温帯低気圧に変わる見込みです。予想図の初期時刻は、図13の鉛直流を除き、いずれも8月8日21時（12UTC）です。問2では、図4（名瀬の状態曲線、8日21時）を用いて、逆転層の高度、成層状態、空気塊を持ち上げたときの凝結高度・浮力がなくなる高度と雲の種類を読み取ります。
(1) 逆転層の下端
図4で、最も下層にある逆転層の下端の高度を10hPa刻みで答えます。
(2) 成層状態
図4の気温の鉛直分布を基に、(1)の逆転層の下端から970hPaまでの気層の成層状態を簡潔に答え、そう判断した理由を35字程度で述べます。
(3) 持ち上げ凝結高度と雲の種類
970hPaにある空気塊が断熱的に上昇したときの持ち上げ凝結高度と、さらに自由対流高度を超えて上昇したときの浮力がなくなる高度をそれぞれ10hPa刻みで答え、上昇の過程で形成される可能性が最も高い雲の種類を十種雲形で答えます。
答え
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(1)
860hPa
(2)
成層状態：条件付き不安定
理由：気層の気温減率が、乾燥断熱減率より小さく、湿潤断熱減率より大きいため。
(3)
持ち上げ凝結高度：950hPa
浮力がなくなる高度：850（860）hPa
雲の種類：積雲（層積雲）
（ ）内は別解として認められている値・語句です。
解説
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(1) 逆転層を探す
気温の実線を下から追うと、970hPa付近の約26℃から上空へ気温が下がっていき、860hPa付近で約18℃まで下がったあと、850hPa付近では約21℃へと上昇しています。高度とともに気温が上昇する層が逆転層で、その下端は860hPaです。逆転層の上では露点温度も急に下がっており、下層の湿った空気と上の乾いた空気の境界になっています（沈降性の逆転層の特徴）。
(2) 気温減率と成層状態
970hPaから860hPaまでの気温の実線の傾きを、背景の乾燥断熱線（実線の斜線）と湿潤断熱線（細い破線の曲線）と比べます。実線は乾燥断熱線より立っていて（気温減率が乾燥断熱減率より小さい）、湿潤断熱線よりは寝ています（気温減率が湿潤断熱減率より大きい）。このように、未飽和の空気塊にとっては安定、飽和した空気塊にとっては不安定な状態を条件付き不安定といいます。
(3) 空気塊の持ち上げ
- 持ち上げ凝結高度：970hPaの気温は約26℃、露点温度は約24℃です。気温を乾燥断熱線に沿って、露点温度を等飽和混合比線（約19〜20g/kg）に沿って持ち上げると、両者は950hPa付近で交わります。
- 浮力がなくなる高度：凝結後は湿潤断熱線に沿って上昇します。気温減率が湿潤断熱減率より大きい（条件付き不安定な）層なので、空気塊はすぐに周囲より暖かくなり（自由対流高度）、浮力を得て上昇します。しかし、860hPaから上は逆転層で周囲の気温が急に高くなるため、湿潤断熱線は850hPa（860hPa）付近で周囲の気温と交わり、浮力がなくなります。
- 雲の種類：雲ができるのは950hPa付近から850hPa付近までの約1km程度の薄い層で、対流は逆転層に抑えられます。このように対流で発生し、雲頂が逆転層で抑えられた背の低い雲は積雲（扁平な積雲や、逆転層の下に広がれば層積雲）です。積乱雲まで発達することはありません。
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