図のように、地表面から鉛直に重なった高さH、H、2H の3 つの直方体の領域を考える。各直方体の東側と西側の面では、図に…

一般知識 一般知識 問7

図のように、地表面から鉛直に重なった高さH、H、2H の3 つの直方体の領域を考える。各直方体の東側と西側の面では、図に示す西風が各面内で一様に吹いている。各直方体の南側と北側の面を通過する風はなく、地表面以外の水平面A、B、C では鉛直風が各面内で一様に吹いている。面A における鉛直風速が上向きを正として0.5m/s であるとき、面C における鉛直風速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、大気の密度はどこも同じで一定とする。

気象予報士 令和6年度第2回(第63回) 一般知識 問7の表
正答 ④
正答は ④。0.5m/s です。 【考え方】 密度が一定なので、各直方体に入る空気の体積と出る空気の体積は等しくなります(連続の式)。直方体の南北方向の幅を W、東西方向の長さを L とし、西の面から入る量・東の面から出る量・上下の面を通る量を比べます。 【下の直方体(高さ H)】 西から入る量 5×H×W、東から出る量 4×H×W なので、差し引き 1×H×W が余ります。地表面からの出入りは無いので、余った分が面Aから上へ出ます。 wA×L×W=1×H×W → wA=H/L
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wA=0.5m/s なので、H/L=0.5 です。 【真ん中の直方体(高さ H)】 西から 5HW、東へ 3HW なので、横からの差し引きは 2HW の流入です。これに面Aから下から入る 0.5LW が加わり、面Bから上へ出ます。 wB×L=0.5L+2H → wB=0.5+2×(H/L)=0.5+1.0=1.5m/s 【上の直方体(高さ 2H)】 西から 4×2H=8H、東へ 5×2H=10H なので、横からは 2H 分が出ていきます。面Bから入った分からこれを差し引いた量が面Cを通ります。 wC×L=1.5L−2H → wC=1.5−2×0.5=0.5m/s 【ポイント】 水平の収束がある層では上昇流が強まり、発散がある層では弱まります。図の値を「層ごとの出入りの差×層の厚さ」として積み上げていくのが要点です。

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7(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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