移行層の温位・風速・混合比の鉛直分布について

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このトピックには3件の返信が含まれ、2人の参加者がいます。1 ヶ月前 お昼寝 さんが最後の更新を行いました。

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  • #13746 返信

    お昼寝

    第44回(平成27年度第1回)の学科一般試験 問9について質問です。
    温位・風速・混合比のそれぞれの大気鉛直分布、特に自由大気の下の移行層の鉛直グラフについて問われている問題ですが、もう少し理解したいので教えてください。

    ①解説に「地表から離れて増加するのは『風速』だけ。」とありますが、温位も高度とともに上昇するものだと思っていました。
    図の(a)は温位の鉛直分布だそうですが、接地層で高度とともに温位が減少しているのはどういう仕組みですか?

    ②移行層で(a)温位が高度とともに急激に増加しているのはなぜですか?

    ③移行層で(b)風速が高度とともに急激に増加しているのはなぜですか?

    ④移行層で(c)混合比が高度とともに急激に減少しているのはなぜですか?

    「そういうもの」だとおもって丸ごと覚えれば良いのかもしれませんが、できれば理屈を知りたいです。
    よろしくお願いいたします。

  • #13747 返信

    Prometheus

    実はこの問題の出典は小倉義光著「一般気象学」で、解説に相当する説明が約3ページにわたって載っています。
    単に答を覚えるだけでなく「もう少し理解したい」というのであれば、せっかくですから先ずは「一般気象学」を買って読んでみることをお勧めします。
    この本は気象の勉強をする者にっとって必読書ですが、単なる入門書にとどまらず、学習が進んでからも改めて読めば新たな発見があります。

  • #13751 返信

    北上大
    キーマスター

    お昼寝さん、こんにちは。

    この問題と全く同じ図が、一般気象学(小倉義光著)の155ページに掲載されており、詳しい解説が載っていますので、Prometheusさんが推奨されているようにご一読ください。

    試験間近なので時間がないでしょうから、簡単に説明します。
    ひょっとしてわたしの思い違いがあるかもしれないので、疑問があれば、再度質問してください。

    >①(a)は温位の鉛直分布だそうですが、接地層で高度とともに温位が減少しているのはどういう仕組みですか?

    この図は、晴れた日の正午ですから、直射日光が当たっています。
    直射日光で加熱された地表面から熱が放出されるので地表面付近の温位が高く、大気に拡散して冷却されながら混合層に達します。

     

    >②移行層で(a)温位が高度とともに急激に増加しているのはなぜですか?

    これはちょっと自信がないのですが、④で説明するように移行層で雲を発生すれば凝結熱を発生するので温位が上昇するのだろうと思います。

     

    >③移行層で(b)風速が高度とともに急激に増加しているのはなぜですか?

    混合層内部では、地表面との摩擦の影響で一定の風速を保っていますが、自由大気に達すれば地衡風が主体になり、風速が増加します。

     

    >④移行層で(c)混合比が高度とともに急激に減少しているのはなぜですか?

    混合層内部では、大気はよく撹拌されて一様な成分構成になっています。
    ということは、混合比は一定ですが、気温は高度とともに低下するので、相対湿度は高度とともに増加して、混合層上端付近ではほぼ飽和しています。
    移行層で、過飽和になると僅かな刺激で雲を発生します。
    雲を発生して蒸気を放出すれば、混合比は低下するのです。

  • #13760 返信

    お昼寝

    ご回答ありがとうございます。
    出典元をきちんと確認するのを、いちばん先にやるべき事でした。
    一般気象学は勉強しはじめの頃最初に読もうとして挫折したまま押し入れで眠っていたのですが、
    ユーキャンでひと通り勉強した今読み返してみると気象現象のの根本的な原理が解説されていて面白く、今まで本当に気象の表面の表面を分かったつもりになっていただけだったなと痛感します。
    一般気象学をはじめから精読してみようと思います。

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