図のように北半球の同じ緯度の水平面上に●で示す3 つの点A、B、C があり、各点から東西南北に1km 離れた4 点で、矢…
一般知識 一般知識 問6
図のように北半球の同じ緯度の水平面上に●で示す3 つの点A、B、C があり、各点から東西南北に1km 離れた4 点で、矢印で示す水平風の風ベクトルが観測された。4 点に付した( )内の数値は(東向きを正とする風の東西成分[m/s],北向きを正とする風の南北成分[m/s])である。 点A、B、C における渦度の鉛直成分を東西南北の4 点の水平風を用いて近似計算した値をそれぞれζA、ζB、ζCとするとき、これらの大小関係を表す式として正しいものを、下記の①~⑤の中から1 つ選べ。( )内の数値は、例えば(-3, 1) は、風の東向き成分が -3m/s すなわち西向き成分が 3m/s、 北向き成分が 1m/s であることを示す。
- ①ζA < ζB < ζC
- ②ζA < ζC < ζB
- ③ζB < ζA < ζC
- ④ζB < ζC < ζA
- ⑤ζC < ζA < ζB
正答 ②
正答は ②。ζA<ζC<ζB です。
【渦度の近似式】
渦度の鉛直成分は ζ=∂v/∂x−∂u/∂y です(u:東西成分、v:南北成分)。東西の2点、南北の2点はそれぞれ2km(2000m)離れているので∂v/∂x≒(東の点の v−西の点の v)÷2000m
∂u/∂y≒(北の点の u−南の点の u)÷2000m
で近似します。
【点A】
東 (−1, 5)、西 (1, 5):∂v/∂x=(5−5)÷2000=0
北 (2, 1)、南 (2, −1):∂u/∂y=(2−2)÷2000=0
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ζA=0
【点B】
東 (1, 5)、西 (−1, 1):∂v/∂x=(5−1)÷2000=2.0×10⁻³ s⁻¹
北 (−3, 1)、南 (2, −1):∂u/∂y=(−3−2)÷2000=−2.5×10⁻³ s⁻¹
ζB=2.0×10⁻³−(−2.5×10⁻³)=4.5×10⁻³ s⁻¹
【点C】
東 (−1, 1)、西 (−1, 1):∂v/∂x=0
北 (−3, 1)、南 (1, 1):∂u/∂y=(−3−1)÷2000=−2.0×10⁻³ s⁻¹
ζC=0−(−2.0×10⁻³)=2.0×10⁻³ s⁻¹
【大小関係】
0<2.0×10⁻³<4.5×10⁻³ なので ζA<ζC<ζB です。
【注意する所】
渦度に効くのは、東西の点では v(南北成分)、南北の点では u(東西成分)です。点Aのように矢印が大きくても、向かい合う2点で同じ成分なら渦度には効きません(Aは東西に縮み南北に伸びる変形の場で、渦度も発散も0です)。
出典:令和6年度第2回(第63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6(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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