64回学科一般にリトライする

初めだから仕方ないよね。と思いつつ、内心はくやしい。もっと冷静に

問1　地球大気の鉛直構造の一般的な特徴について述べた次の文(a)~(d)の正誤の組み合わせとして正しいものを、下記の1~5の中から1つ選べ。

• (a)国際標準大気では、対流圏内の気温減率と温位は高さ方向に一定である。
• (b)対流圏界面の高さは、平均的には高緯度の地域より低緯度の地域のほうが高い。
• (c)成層圏のオゾンの数密度は、太陽放射に含まれる紫外線の吸収により気温が極大となる成層圏界面付近で最大になる。
• (d)中間圏では窒素分子や酸素分子が紫外線を吸収して光電離することにより、上空ほど気温が高くなっている。
• (a)正　エマグラムの温位の線をイメージすればよい。高度の上昇に従って一定の気温減率で下がる。国際標準大気ではの意味するところが、分からなかった。
• (b)正
• (c)誤
• (d)誤

問１は、正解したが、(a)誤が正解。たまたま正答しただけである。

問2　高度 1000m にある、気圧 900hPa、温度 18℃の水蒸気で飽和した空気塊を、気圧1013hPaの高度0mまで、周囲の空気と混合することなく断熱的に下降させたときの相対湿度の値に最も近いものを、下記の1~5の中から1つ選べ。ただし、空気塊は水滴を含んでおらず、水蒸気の混合比wは水蒸気圧e、気圧pを用いてw=0.622e/pで近似できるものとする。また、乾燥断熱減率は10℃/km、湿潤断熱減率は6℃/km とし、温度と飽和水蒸気圧の関係は次の表のとおりとする。

このような問題は、いくつか練習していたのだが…。改めて、順をおって考えてみる。

周囲の空気と混合することなく断熱的に下降させたことから、下降する前の混合比と下降後の混合比は一定であることが分かる。水蒸気の混合比wは水蒸気圧e、気圧pを用いてw=0.622e/pで近似できると書かれているので、
0.622e´/p´＝0.622e/pが成り立つ。　e´₌21hPa　p´₌900hPa　p₌1013hPa　でeを解く。　　　　　　　　　　計算すると、高度0mまで下降させたときの水蒸気圧は、e₌23.6hPa　となる。　　　　　　　　　　　一方、この空気塊は1000m下降する際、乾燥断熱減率で気温が上昇するので、28℃になり、この時の飽和水蒸気圧は表から38hPaだということが分かる。求める相対湿度＝（23.6hPa/38hPa）×100＝62.1（％）となり②が最適の答えとなる。

この手の問題を数多く解いて、冷静な思考に慣れる必要がある。

問3　湿潤空気における温度、湿球温度、露点温度及び水蒸気の混合比の関係について述べた次の文章の空欄(a)、(b)に入る関係式の組み合わせとして正しいものを、下記の1~5の中から1つ選べ。温度T、水蒸気の混合比wの未飽和の空気の湿球温度が T1、露点温度が T2であった。このとき、この空気と同じ気圧で温度がT1、T2の空気の水蒸気の飽和混合比をそれぞれW1、W2とすると(a)の関係がある。また、蒸発の潜熱をL、定圧比熱を Cpとすれば(b)の関係が成り立つ。

• (a)
• (b)

問4　氷粒子や雪片について述べた次の文(a)~(c)の正誤の組み合わせとして正しいものを、下記の1~5の中から1つ選べ。

• (a)気温が0℃以下で雪結晶どうしが衝突·付着して雪片ができるとき、気温が低いほど雪結晶は付着しやすく、大きな雪片ができやすい。
• (b)氷粒子と過冷却水滴が共存する雲の中では、氷面に対する飽和水蒸気圧が水面に対する飽和水蒸気圧よりも低いことにより、昇華による氷粒子の成長が卓越する環境となっている。
• (c)落下する雪片は、周囲の気温が0℃以上の場合、湿度が低いほど融解して雨滴になりやすい。

• (a)誤
• (b)正
• (c)誤

④正解

問5　地球大気に入射する太陽放射に関する次の文(a)~(d)の正誤の組み合わせとして正しいものを、下記の1~5の中から1つ選べ。ただし、sin30°=0.5、sin60°=0.87とする。

• (a)大気上端に入射する太陽放射エネルギーには、可視光線域の放射エネルギーと赤外線域の放射エネルギーが同程度含まれている。
• (b)6月に大気上端の水平な単位面積に入射する1日あたりの太陽放射エネルギーは、赤道上の地点の方が北極点よりも多い。
• (c)地球全体に入射する1日あたりの太陽放射エネルギーは、地球と太陽の距離が近い7月の方が、この距離が遠い1月よりも多い。
• (d)春分の日の太陽の南中時に大気上端の水平な単位面積に入射する太陽放射エネルギーは、北緯30°の地点では北緯60°の地点の約1.4倍となっている。

• (a)
• (b)
• (c)
• (d)

問6 北半球の緯度の異なる2 つの地点の温度と風の関係について述べた次の文章の空欄(a)~(c)に入る語句の組み合わせとして正しいものを、下記の1~5の中から1つ選べ。ただし、この2つの地点の上空では静力学平衡および地衡風平衡が成り立っているものとする。

北半球の緯度30°の地点Aと緯度45°の地点Bにおいて、1000hPa 等圧面上で風速5m/sの南風が吹いている。また、A、B両地点では1000hPaから700hPaの層内の平均温度は、いずれも東西方向に一様で南から北に向かって低くなっており、その水平温度勾配は両地点で等しい。このとき700hPa 等圧面における風速は(a)。また、地点Aと地点Bの1000hPaから700hPaの層内ではともに(b)となっており、その
大きさは(c)。

• (a)
• (b)
• (c)

問7大気における地表面の摩擦の効果について述べた次の文章の(a)~(d)に入る式と語句の組み合わせとして正しいものを、下記の1~5の中から1つ選べ。ただし、図の実線は等圧線を示し、コリオリパラメータをfとする。

北半球のある地点の水平な地表面付近で、図のように矢印で示す風速 Vの定常な風が等圧線と角度αをなす方向に吹いている。気圧傾度力の大きさをP、コリオリカの大きさをC、摩擦力の大きさをFとし、摩擦力が風の向きと逆方向に働いているとすると、3つの力のつり合いから

これは、風速が同じであれば地表面の摩擦力が(d)ほど地表面付近の風が大きな角度で等圧線を横切って低圧部に向かって吹くことを示している。

• F=(a)
• C= (b) = fV
• したがって、摩擦力の大きさFは
• F=(c)

• (a)
• (b)
• (c)
• (d)

問8　図に示す破線で囲まれたA~Dの領域における風や降水量、熱輸送量の特徴について述べた次の文(a)~(c)の正誤の組み合わせとして正しいものを、下記の1~5の中から1つ選べ。

• (a)領域Aにおける地表面(陸面及び海面)全体からの年平均の蒸発量は、この領域の年平均の降水量よりも多い。
• (b)顕熱輸送と潜熱輸送を合わせた大気の北向きの熱輸送量の年平均値を経度平均でみると、領域Bの緯度帯における最大値の方が領域Cの緯度帯における最大値よりも大きい。
• (c)領域Dにおいて夏季と冬季で卓越する地表付近の風の風向が大きく変わることには、大陸と海洋との熱的性質の違いが大きく影響している。

• (a)誤　この領域は、降水量の方が多い。基本ミス
• (b)誤
• (c)正