気象庁で行っている数値予報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、下記の①〜⑤の…

専門知識 専門知識 問5

気象庁で行っている数値予報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、下記の①〜⑤の中から1 つ選べ。(a) 数値予報モデルでは、連続的に変化する現実の大気の物理量を限られた数の格子点の値で代表しており、数値予報モデルで精度よく表現しうる現象は、水平スケールが格子間隔と同程度以上の現象である。(b) 積乱雲のような水平スケールが概ね10km 以下の現象を予測するため、メソモデルや局地モデルでは非静力学方程式系を採用しており、これらのモデルでは、鉛直流を質量保存則の式から診断的に計算している。(c) 数値予報モデルでは、格子点の物理量で表現した大気の状態を、一定の時間間隔(時間ステップ)で計算を繰り返して将来の大気の状態を予測する。時間ステップを大きくすると計算時間を短縮できるが、ある上限をこえると計算が不安定になり、物理的に意味をなさない値が出力されたり、計算が続けられなくなったりする。

正答 ⑤
正答は ⑤。(a) 誤・(b) 誤・(c) 正 の組み合わせです。 【下線部ごとの正誤】 (a) 誤り。数値予報モデルで精度よく表現できるのは、水平スケールが格子間隔の5〜8倍程度以上の現象です。格子間隔と同程度の現象は、格子点が数個しか乗らないので正しく表せません。 (b) 誤り。メソモデルや局地モデルが非静力学方程式系を採用していることは正しいのですが、非静力学モデルでは鉛直方向の運動方程式を解いて鉛直流を予報変数として計算します。鉛直流を質量保存則(連続の式)から診断的に求めるのは、静力学近似を使うモデルの方法です。
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(c) 正しい。時間ステップを大きくすると計算回数が減って早く終わりますが、格子間隔に対して大きくしすぎると計算が不安定になり(CFL 条件)、意味のない値が出たり計算が続けられなくなったりします。 【ポイント】 格子間隔を小さくするときは、安定に計算するため時間ステップも小さくする必要があり、計算量は大きく増えます。

出典:令和5年度第1回(第60回)気象予報士試験 学科試験(予報業務に関する専門知識)問5(一般財団法人気象業務支援センター 公表・許諾を得て掲載)出典元ページ

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