一般分野をまとめる

今日は、一般分野の要点を27ページにまとめました。昨日の、専門分野と同じように、領域全体を俯瞰してみると、学び直しをしなければならない部分が見えてきました。過去問をやりながら、昨日今日でつくった要点のまとめに加筆することによって、試験までのマイノートを作成していきたいと思います。

さて、一般分野の重点は、「大気の熱力学」「大気の力学」だと捉えています。過去問との対応を見ると、これらの領域では、面倒な計算問題が出題されることがあります。一般領域では、法規が15問中4問ということで大きなウェイトがかかっていますが、その上で面倒な計算問題を制することができれば、自信をもって試験に取り組めるはずです。

ここで、確認のために手元の参考書をもとに「計算問題の6パターン」を考えてみます。

• 1　気圧と高度の関係
• 2　凝結熱と気層の温度上昇
• 3　気圧と気温と密度の関係
• 4　相対渦度
• 5　絶対渦度保存則
• 6　立方体に流出入する空気

以下、その内容について整理しながら問題をふりかえってみます。

　

　1　気圧と高度の関係の問題（第38回気象予報士試験　一般　問1）

問1　大気が静水圧平衡の状態にあり，温度が一様で地上( 高度0km) と高度16kmにおける気圧がそれぞれ1000hPa，100hPa であるとする。このとき，高度48km 面より下層にある大気の質量の，大気全体の質量に対する割合( 百分率)として最も適切なものを，下記の(1)～(5)の中から一つ選べ。
　　(1) 95.0％
　　(2) 96.7％
　　(3) 99.0％
　　(4) 99.9％
　　(5) 99.95％

• 「高度0kmと高度16kmにおける気圧がそれぞれ1000hPa，100hPa である」ことから
• 16km上昇すると、気圧は10分の1になることが、わかっています。
• 高度32kmでは、10分の1になるので10hPa、48kmで1hPaになります。
• 気圧とは、上に乗っている空気の重さそのものです。
• 高度0kmで1000の重さだったのが、48kmで1になる。
• 48kmより上にある空気の割合としては、0.01％
• よって、下にあるのは99.9％　（4）が正解ということになります。
• 使った考え方「気圧は、その高度より上にある空気の重さ」

2　凝結熱と気層の温度上昇の問題　第39回気象予報士試験　一般　問2

問2
地表から高度300mまで一様な霧が発生し、この霧粒の水の量を雨に換算すると0.03mmである。
この層内の空気の地表面1m²あたりの質量を300kg、空気の定圧比熱を10³J/(K・kg)、水蒸気の凝結の潜熱を2.5×10⁶J/kg、水の密度を1000kg/m³としたとき、この霧の発生に伴う気温の上昇量は何℃か。

• 何を求めたいのか？　求めたいのは、気温の上昇量　℃
• 手順①高度300mまでの降水の質量を求める。
• ②水の質量から発生する潜熱量を求める。
• ③空気の温度を1℃上げるのに必要な熱量（J/kg）
• ④発熱した潜熱（J/kg）
• これらを実際に計算で解いてみると
• ①’　0.03mmの降水＝3×10^-5(m) ;1㎥あたり3×10^-5(㎥);水の密度10^3(kg/㎥)をかけると3×10^-2(kg)
• ②’ 潜熱＝2.5×10⁶(J/kg)なので、2.5×10⁶(J/kg)×3×10^-2(kg)=7.5×10^4(J/kg)
• ③’　空気の定圧比熱を10³J/(K・kg)…（意味：1kgの水を1℃上げるのに10³J/(K・kg)必要）空気の質量が300kgなので、必要な熱量＝300(kg)×10³J/(K・kg)＝3×10^5(J/k)
• ④’　1k上げるのに3×10^5（J）必要なので、②’÷③’で2.5×^-1(k)
• つまり0.25℃
• 同じ問題が出たら、最後の最後にやる問題ですね。この方も同じようなことを書いています。第39回気象予報士試験　一般問2 – 気象予報士受験者応援団 – 新規サイト002

3　気圧と気温と密度の関係の問題

A~Cの状態にある乾燥空気塊の密度の大小関係として正しいものを、下記の1~5の中からーつ選べ。

• A 気圧1000hPa、気温27℃
• B 気圧1000hPa、気温 －23℃
• C 気圧900hPa、気温 －23℃

• ① A>B>C
• ② A>C>B
• ③ B>A>C
• ④ B>C>A
• ⑤ C>A>B

• これは、気体の状態方程式　P=ρRT から　ρ＝P/RTに放り込めばできますね。
• Rは共通なので、比較するのには無視して問題ありません。
• A　ρ＝1000/300　3.33…
• Ｂ　ρ＝1000/250　4
• Ｃ　ρ＝900/250　3.6
• ④
• 上の問題とのギャップが大きいですね。

4　相対渦度

今夜はここで、寝ることにします。寝るのが、一番です。