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…
一般知識 一般知識 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、コリオリ力の大きさを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F = (a)C = (b) = fVしたがって、摩擦力の大きさF はF = (c)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。
- ①(a): P cosα (b): P (c): fV cosα (d): 小さい
- ②(a): P sinα (b): P cosα (c): fV tanα (d): 大きい
- ③(a): P sinα (b): P cosα (c): fV sinα (d): 大きい
- ④(a): P cosα (b): P sinα (c): fV tanα (d): 大きい
- ⑤(a): P cosα (b): P sinα (c): fV / tanα (d): 小さい
正答 ②
正答は ②。(a) P sinα、(b) P cosα、(c) fV tanα、(d) 大きい の組み合わせです。
【力の向き】
気圧傾度力 P は等圧線に直角に低圧部へ向きます。コリオリ力 C は北半球では風の向きの直角右向き、摩擦力 F は風と逆向きに働きます。風は等圧線と角度αをなして低圧側へ吹いているので、P と風の向きのなす角は 90°−α です。
【風の向きに沿った釣り合い】
コリオリ力は風に直角なので、風の方向の成分を持ちません。風の方向では、気圧傾度力の成分と摩擦力が釣り合います。
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F=P cos(90°−α)=P sinα …(a)
【風に直角な方向の釣り合い】
気圧傾度力の風に直角な成分とコリオリ力が釣り合います。
C=P cosα=fV …(b)
【摩擦力の大きさ】
(b) から P=fV/cosα なので
F=P sinα=fV×sinα/cosα=fV tanα …(c)
【(d) の意味】
風速 V が同じなら、F が大きいほど tanα、つまりαが大きくなります。摩擦力が大きいほど、地表付近の風は大きな角度で等圧線を横切って低圧部へ吹き込みます。海上より陸上、平地より起伏の多い所で、等圧線を横切る角度が大きくなるのはこのためです。
【ほかの選択肢】
①④⑤ (a) を P cosα とすると、風の方向の釣り合いになりません。誤り
③ (c) の fV sinα は、P=fV としてしまった値です。誤り
出典:令和7年度第1回(第64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
最終更新日
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