教えてください。

[吉之介]

第38回平成24年第1回実技試験1の問4（3）②でエマグラムから相当温位を求める問題です。
私的には、露点温度の温位と混合比を読み取り、相当温位の式を使って求めれば良いと理解していたのですが、E点が回答と合いません。
よろしくお願いいたします。

[ウルトラゾーン]

吉之介さん
混合比は露点温度の状態曲線から読み取りますが、温位は露点温度ではなく気温の状態曲線から読み取ります。
相当温位の式
θe＝θ+2.8w
は、水分量にかかわらず気温のみから決まる温位(θ)に水蒸気の寄与分(2.8w)を加えたもの。

温位は気温で決まるので、気温の状態曲線を見てEのラインにおける気温の空気塊を1000hPaまで下した気温（絶対温度）を読み取れば、それが温位となるわけですが、図13は横軸（気温）が30℃までしか表示されていないので1000hPaまで空気塊を降ろす事ができません。
ですが等温位線である乾燥断熱線に温位が書いてあります。そこでEに該当する気温は310Kと320Kの間にあり、だいたい目測で317.5Kかこれより少し高いくらいかなとわかります。
これでθ=317.5＋αが決まりました。
あとは混合比です。
混合比は露点温度の状態曲線で読み取ります。（気温の状態曲線を読んでしまうと、飽和混合比を読み取ってしまう事になります。）
露点温度の状態曲線とEラインが交わるところの混合比は、等飽和混合比線から、比例配分でだいたい4.3くらいだと思います。
これを式に代入して
θe=317.5+2.8×4.3=317.5+12.04=329.54
そのまま四捨五入すれば330ですが、例によって読み取り誤差によっては四捨五入で329になるか330になるか微妙な数値です。
しかし温位が317.5よりは少し高いようなので、少しだけ自信を持って330Kという答えとなりました。

[吉之介]

ウルトラゾーンさん
ご丁寧な説明、たいへんありがとうございました。
ご説明通り、求めましたら回答と一致しました。
助かりました。
あと、
相当温位の式　θe＝θ+2.8wの2.8とは、どの高度の相当温位を求めたい時も、2.8は変わらないのでしょうか？

[ウルトラゾーン]

吉之介さん
テキストにはこの定数は気圧・気温・凝結高度によって決まる値で2.6～2.8がよく用いられると書いてありますね。
問題として出題される場合は、この定数は指定されると思うので、それに従って計算すれば良いと思います。

相当温位θeの式は正確には
θe＝θexp((LWs)/(CpT))
で与えられるようです。
ここで、
・Lは水の蒸発熱
・Wsは空気塊を断熱上昇させて飽和に達した時の飽和混合比ですが、これは即ち上昇前の空気の露点から読み取れる混合比と同じものなのでwとしてもいいと思います。本やホームページによってはrが使われていたりもします。
・Cpは低圧比熱
・Tは空気塊を飽和するまで持ち上げた時の絶対温度です。

しかし、この式は覚える必要があるのかどうかよくわかりません。私は覚えてませんが一般知識などでは出題される可能性はあるのかな？

ここからは余談ですが
上記の式をテイラー展開という手法を用いて簡単な式に近似しているようです。
y=exp(x)はテイラー展開でy=1+x/1!+x^2/2!+x^3/3!+x^4/4!+・・・・
と表すことができて、xが非常に小さい数ならばx^2は無視してもいいくらい小さな数になると考えて、第3項遺構を除外し
近似式y=1+x
と単純化した式にしています。

ただ私は、これであれこれ計算してもなぜか定数が2.8付近にならなかったんですよねぇ(^^;)
なのであまり深入りしないで先に進んだまま今に至っています。

[とうり]

ウルトラゾーン様が渾身の解説をされていますので、私の場合。2.8は近似式での値で、式自体は直線。エマグラムからの相当温位は通常のやりかたで、私は、作図でもとめています。３３０Ｋを正確にもとめることが今の私の力では時間内で正答を得られません。作図能力を高めるように、現在は、一般知識を復習。その他、話題はことなりますが、「水平風の収束」のイメージがどうもしっくり行きません。小倉先生の解説にただほれてしまいます。

[吉之介]

ウルトラゾーンさん、とうりさん
ご教示たいへんありがとうございました。
ほんと、気象って難しく複雑ですね。
今後とも、よろしくお願いいたします。

[ウルトラゾーン]

気象は難しいですね。
どんな学問もそうだと思いますが、気象についてもいくらやってもわかった気にはなれない気がします。
原因の一つは気象学がまだ研究途上にあるからなのかはわかりませんが、全体像がはっきりしない、まさに雲をつかむような感じがする事でしょうか？
もしも数十年、数百年先に人類が地球の気象をコントロールできるようになっていれば、もっと確立された学問になっているかもしれないとも思ったりします。誰だったか（忘れた）が定義した宇宙の文明レベルで人類の文明が1になる頃ですかね。

[投稿者]

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