ある山脈の斜面に沿って上昇した空気塊が標高1000mの山脈の最高点を通過し、標高0mのふもとまで下降してきたとき、温度3…
一般知識 一般知識 問4
ある山脈の斜面に沿って上昇した空気塊が標高1000mの山脈の最高点を通過し、標高0mのふもとまで下降してきたとき、温度30℃、相対湿度40%の状態となっていた。空気塊が山脈の最高点にあった時の空気の相対湿度として適切なものを、下記の①〜⑤の中から1つ選べ。ただし、標高0mの気圧は1000hPa、標高1000mの気圧は900hPaとし、乾燥断熱減率は10℃/km、湿潤断熱減率は5℃/km、空気塊は周囲の大気と混合せずに断熱的に移動したものとする。また温度と飽和水蒸気圧の関係は表のとおりとし、水蒸気の混合比は次の式で近似できるものとする。
- ①36%
- ②44%
- ③66%
- ④73%
- ⑤100%
正答 ③
正答は ③。最高点での相対湿度は約66%です。
【考え方】
最高点からふもとへ下りるとき、空気塊は下降で昇温して未飽和なので、乾燥断熱減率で温度が上がり、混合比は変わりません。そこで、ふもとの状態から最高点の状態を逆にたどります。
【計算】
ふもと(1000hPa):30℃、相対湿度40% → 水蒸気圧 e=0.40×42=16.8hPa
混合比=620×16.8/1000≒10.4g/kg(下降の途中で変わらない)
最高点(900hPa)の気温:30−10×1.0=20℃(乾燥断熱減率で逆算)
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最高点の水蒸気圧:e=10.4×900/620≒15.1hPa(混合比が同じなら e は気圧に比例するので 16.8×0.9 としても同じ)
20℃の飽和水蒸気圧は23hPa なので、相対湿度=15.1/23≒0.66 → 約66%
【ほかの選択肢】
⑤ 100%は、最高点で雲ができていた(飽和していた)とする考えです。最高点の空気は、上の計算のとおり未飽和です。誤り
①② 36%・44%は、気温や気圧の変化の扱いを誤ったときの値です。誤り
④ 73%は、気圧の変化を考えずに水蒸気圧16.8hPa のまま計算した値(16.8/23)です。誤り
【ポイント】
問題文の湿潤断熱減率は、上昇側で雲ができた場合のためのものですが、この問いは最高点から下りてきた空気だけで解けます。
出典:令和5年度第2回(第61回)気象予報士試験 学科試験(予報業務に関する一般知識)問4(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
最終更新日
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