問題
大気の成層について述べた次の文(a)〜(c)の下線部の正誤の組み合わせとして正しいものを選択する問題です。
(a) 冬季に大陸からの寒気が日本海に吹き出すと、海面から供給される熱と水蒸気により対流が発生し、水蒸気の混合比が高度によらずほぼ一様な対流混合層が形成されるが、この層の上部では下部より相対湿度が高い。
(b) 一般に、対流雲が大規模に発生する前の大気の成層状態は、下層から中層にかけては絶対不安定となっており、降水が始まると対流雲内の大気は条件付不安定に変化する。
(c) 地上の寒冷前線の前方中層に西から乾燥空気が流入するような場においては、中層以下の層では上空ほど相当温位が低い対流不安定となり、この層全体が上昇することで不安定が顕在化することがある。
| 選択肢 | (a) | (b) | (c) |
|---|---|---|---|
| ① | 正 | 正 | 誤 |
| ② | 正 | 誤 | 正 |
| ③ | 正 | 誤 | 誤 |
| ④ | 誤 | 正 | 誤 |
| ⑤ | 誤 | 誤 | 正 |
答え
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② a：正 b：誤 c：正
解説
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(a)について
この記述は正しいです。対流混合層の中では、よく混合されて水蒸気の混合比は高度によらずほぼ一定になり、気温はほぼ乾燥断熱減率で上空ほど低くなります。気温が低いほど飽和混合比は小さくなるため、混合比が一定であれば、気温の低い層の上部ほど相対湿度は高くなります。混合層の上部で飽和に達したところに筋状の雲が形成されます。
(b)について
この記述は誤りです。気温減率が乾燥断熱減率を超える絶対不安定の状態は、日射で強く熱せられた地表面のごく近くなどを除けば、自由大気中で維持されることはほとんどありません。対流雲が大規模に発生する前の下層から中層は、一般に条件付不安定（気温減率が湿潤断熱減率と乾燥断熱減率の間）の状態です。
また、対流が起こり降水が始まると、対流雲内の気温減率は湿潤断熱減率に近づき、不安定は解消される方向に変化します。「降水が始まると条件付不安定に変化する」という記述も適切ではありません。
(c)について
この記述は正しいです。寒冷前線の前方では、下層に暖かく湿った空気が流入する一方、中層に西から乾燥した空気が流入すると、上空ほど相当温位が低い成層になります。これを対流不安定（ポテンシャル不安定）といいます。
対流不安定な層は、そのままでは安定に見えても、前線などによって層全体が持ち上げられると、湿った下部が先に飽和して湿潤断熱減率で冷え、乾いた上部は乾燥断熱減率で冷えるため、層の気温減率が大きくなって不安定が顕在化します。
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