H27年 大規模大気特論 問2 問題と解説

風速のべき乗則は以下の式で表される。

ここで、u(z)、u(z₁)はそれぞれ求めたい高度zと基準高度z₁の風速(m/s)であり、べき数pは大気の熱的安定度によって変わる。

東京都心、冬季の夜間の、晴天でパスキルの大気安定度がFのとき、基準高度5mにおける風速が3m/sであった。pの値が下表に従う場合、高度50mの風速(m/s)はおよそいくらか。

(なお、10^0.07=1.2、10^0.10=1.3、10^0.15=1.4、10^0.20=1.6、10^0.25=1.8、10^0.35=2.2、10^0.40=2.5、10^0.55=3.5、10^0.60=4とする。)

1. 3.6
2. 4.8
3. 6.6
4. 7.5
5. 12

 

 

 

 

 

　解 説　　　　

まず最初に、問題文にある「パスキルの大気安定度がF」が、表の「安定度」のどれに対応するかを考えなくてはなりません。パスキルの安定度分類は以下の通りとなります。これはよく使う知識なので、ぜひ押さえておいてください。

• A：強不安定状態
• B：並不安定状態
• C：弱不安定状態
• D：中立状態
• E：弱安定状態
• F：並安定状態

よって、今回は「F：並安定状態」を使うことになります。あとは問題文に与えられた式に、数値を代入していくと、次のようになります。