R5年 大規模大気特論 問2 問題と解説

　問 題　　　　　

大気境界層に関する記述中、ア～ウの(　　)の中に挿入すべき語句の組合せとして、正しいものはどれか。

高度1～2kmまでの大気層は、地表面の熱的影響や力学的影響を直接に受ける。天候が本曇りになると、昼間でも夜間でも、大気安定度は(　ア　)に近づき、(　ア　)境界層内では(　イ　)勾配によって乱流が作られる。

(　ア　)境界層の厚さは、一般に数百m以下であり、高さ方向の風速分布は(　ウ　)分布則やべき乗則で表される。

•   ア　　　イ　　　ウ

1. 安定　　風速　　対数
2. 安定　　温度　　指数
3. 中立　　風速　　対数
4. 中立　　温度　　対数
5. 中立　　風速　　指数

 

 

 

 

 

　解 説　　　　

(　ア　)に関して、パスキルの安定度分類と気象条件の関係は次のようになります。これは重要事項なのでぜひ押さえておきたいですが、詳しい解説を確認したい場合はR1年 問4の解説を参照してください。

• A：強不安定状態 (晴れ＋日中＋弱い風)
• B：並不安定状態 (晴れ＋日中＋中くらいの風)
• C：弱不安定状態 (晴れ＋日中＋強い風)
• D：中立状態　　 (本曇 または 晴れ＋夜間＋強い風)
• E：弱安定状態 　(晴れ＋夜間＋中くらいの風)
• F：並安定状態 　(晴れ＋夜間＋弱い風)

上記より、曇りの場合には無条件で安定度D(中立)になることがわかります。よって、(　ア　)には「中立」が入ります。

(　イ　)に関して、境界層を熱的に大別すると、混合層(不安定)、中立境界層(中立)、接地安定層(安定)の3つに分けることができます。

このうち、混合層が熱の勾配による自由対流であるのに対し、中立境界層は風速勾配による強制対流となるのが特徴的です。また、接地安定層は対流自体があまり起こりません。よって、(　イ　)には「風速」が入ります。

(　ウ　)に関して、中立境界層の風速の鉛直分布は、対数分布則やべき乗則で表すことができます。これは重要事項というほどではありませんが、この文章がそのまま出題されたことが過去に何度かあります。よって、(　ウ　)には「対数」が入ります。

以上から、(　ア　)は「中立」、(　イ　)は「風速」、(　ウ　)は「対数」となるので、正解は(3)です。