図は一般的な断熱図に、ある大気の状態曲線ABを示したものである。この大気の安定度で正しいものはどれか。…
航空気象 第4問
図は一般的な断熱図に、ある大気の状態曲線ABを示したものである。この大気の安定度で正しいものはどれか。
- (1)常に安定である。
- (2)常に不安定である。
- (3)大気が飽和していれば安定である。
- (4)大気が飽和していなければ安定である。
正答 (4)
正答は (4)。大気が飽和していなければ安定です。
【安定度は三つの傾きの比べ合わせ】
断熱図の上で比べるのは、次の三本の傾きです。
状態曲線 …… 実際の大気の気温の鉛直分布
乾燥断熱線 …… 飽和していない空気塊が上昇するときの
気温低下(約10℃/km)
湿潤断熱線 …… 飽和した空気塊が上昇するときの
気温低下(約5℃/km)
湿潤断熱線のほうが気温減率が小さい(気温が下がりにくい)のは、凝結によって潜熱が放出されるためです。
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【三つの場合分け】
状態曲線の気温減率が湿潤断熱線より小さい
→ 絶対安定(飽和していてもいなくても安定)
状態曲線の気温減率が乾燥断熱線より大きい
→ 絶対不安定(どちらでも不安定)
状態曲線の気温減率がその中間
→ 条件付不安定
横軸に気温、縦軸に高度をとった図では、気温減率の小さい湿潤断熱線のほうが立って(鉛直に近く)、乾燥断熱線のほうが寝て見えます。
【条件付不安定とは】
状態曲線が湿潤断熱線と乾燥断熱線の間にあるとき、
飽和していなければ → 安定
飽和していれば → 不安定
となります。この問題の状態曲線ABはこの範囲にあります。
【なぜそうなるのか】
持ち上げられた空気塊が、周囲より暖かければさらに上昇します(不安定)。冷たければ元に戻ります(安定)。
飽和していない空気塊
→ 乾燥断熱線に沿って速く冷える
→ 周囲より冷たくなる → 戻る(安定)
飽和した空気塊
→ 湿潤断熱線に沿ってゆっくり冷える
→ 周囲より暖かくなる → 上がり続ける(不安定)
同じ大気でも、空気塊が湿っているかどうかで結果が逆になります。これが「条件付」と呼ばれる理由です。
【(3)が成り立たない理由】
「飽和していれば安定」という状態は存在しません。湿潤断熱線のほうが乾燥断熱線より気温減率が小さいため、飽和したほうが必ず不安定寄りになるからです。
飽和が安定をもたらすことはない、と覚えてください。
【実際の大気での意味】
日本の夏の大気は、たいてい条件付不安定です。
朝 …… 湿っていても飽和していない → 安定
日中 …… 加熱と湿りで飽和に達する → 不安定
→ 積乱雲が立ち、夕立や雷雨になる
条件付不安定は「引き金があれば荒れる大気」です。山の斜面や前線による持ち上げがその引き金になります。
出典:令和5年3月期 航空従事者学科試験 運航管理者 航空気象 問4(国土交通省 公表)出典元ページ
最終更新日
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