温帯低気圧のこと

日本列島がある中緯度では通常低気圧と言えば温帯低気圧をさす。この温帯低気圧は上空の偏西風に流され原則的に西から東へ移動する。
上空の風を考えるとき、気圧傾度力と釣り合う力は転向力（コリオリの力）。このような風を地衡風という。
地上では摩擦力が風を邪魔するように働くので力のつり合いは図のようになる。よって低気圧のほうへ風は吹く。
強い風が吹くときは気圧の差が大きい。
気圧傾度力は高いほうから低い方へ働く。
　
北半球では気圧傾度力から時計回り90度が風。
南半球では北半球と逆。
北半球でコリオリ力は以下。
地球を下の図のような円盤として考える。地球の自転による回転の距離の大きさ（つまり速さ）は赤道で最大、北極に向かってだんだん小さくなり、北極で最小（０）になる。
だから下の図のように、赤道から北極向かってボールを投げようが、北極から赤道に向かってボールを投げようが、 いずれにしても目標に向かってまっすぐには飛んでいかず、なぜか右へ右へと曲がっていってしまうことになる。 赤道で大きく極で小さい。南半球は逆になる。
ここで西風だから、西から東へ吹く。北半球では東から西へ吹く風に対してコリオリ力は北から南向きに働く。

前線

温暖前線は暖気が寒気に乗り上げるのだから、乱層雲が出て穏やかな雨が降る。

寒冷前線は寒気が暖気にもぐり込んで押し上げるのだから、積乱雲が出て、急に気温が下がり激しく雨が降る

温帯低気圧の構造

基本的には温帯低気圧の中心の前面には温暖前線が後面には寒冷前線がある。
温帯低気圧では前線の南側には暖気があり南西よりの風が吹いており、北側には寒気があり後面では北西の風が吹いている。
下の断面図では温暖前線の前面では寒気の上に暖気が乗り上げ滑りながら上昇している（滑昇）。
ここに上昇流が発生し雲（層状雲）が出来て雨（地雨）が降っている。
寒冷前線付近とその前面では暖気の下に寒気が潜り込み激しい上昇流のために雲（対流雲）が発生し短時間に強い雨（しゅう雨）が降っている。
この様に低気圧の周辺では上昇流があり雲が発生して雨が降っている。
低気圧が接近すると天気が悪くなると言われるのはこのため。

南半球の低気圧は北半球の形と逆。
北半球の温帯低気圧はふつう西側に寒冷前線、東側に温暖前線をもっている。
　

大気の状態

絶対不安定：基本場の温度勾配が乾燥断熱勾配よりも大である状態。この場合、上昇流は周囲より高温、下降流は周囲より低温。

絶対安定：基本場の温度勾配が湿潤断熱勾配よりも小である状態。この場合、上昇流は周囲より低温であり、下降流は周囲より高温。

条件付不安定：基本場の温度勾配が湿潤断熱勾配と乾燥断熱勾配の間である状態。
この場合、上昇流は周囲より高温であり対流を駆動するが、下降流は周囲より高温であり対流を抑制する。
この場合の安定性は、擾乱の構造に依存する。

気温の下がり方が断熱減率よりも大きいと、どうなるか考える。
雨になれば熱が放出されるので、湿潤断熱減率は乾燥断熱減率よりも小さくなる。
つまり、理論上の値（断熱減率）よりゆっくりと気温が下がれば、その空気は安定と言える。
理論上の値よりも気温の下がり方が大きいと不安定と言える。

凝結・昇華

凝結：気体が冷却または圧縮されて液体に変わる現象。水蒸気が雨になる。
昇華：固体が、液体を経ないで直接気体になること。

雲ができる条件

雲のでき初めは、空気が飽和して水蒸気が凝結する。この図で言えば乾燥断熱のラインと湿潤断熱の交点。よってＢ。
雲の頂点は、周囲の気温と空気の温度が合ったところ、すなわち湿潤断熱と気温の交点。よってＤ。

雲の種類

温暖前線と寒冷前線の雲。寒冷前線の雲は積乱雲。温暖前線で出てくる雲は乱層雲。

熱帯低気圧のこと

大気の状態は条件付き不安定であることが多い。気温減率は、湿潤膨張＜断熱膨張
台風は低気圧だから時計回りに風が吹き込む。これは気圧の差によるもの。よって気圧傾度力。転向力は地球の自転によるもの。
気圧傾度力によって台風の風は時計回りに吹き込む。よって摩擦力はその風に逆らうように働く

低気圧と高気圧

空気の層が厚いところは気圧も高くなり、薄いところは気圧が低くなるので、高気圧と低気圧ができる。
当然、空気はたくさんあるところから少ないところへうごくので、高気圧から低気圧に向かって風が吹きだす。

フェーン現象

http://tenki.jp/forecaster/diary/detail-2001.html

水蒸気をたくさん含んだ湿った空気が山に沿って上昇する。
標高が高くなるにつれて、気温が下がり、水蒸気は水滴となって雲ができる。
この雲が雨を降らせて、その後の空気は乾燥。
この空気が山に沿って下降する。
ここでポイントとなるのは 水蒸気!!
水蒸気が水滴になるとき、たくさんのエネルギーを空気に渡す。
このため気温は下がりにくくなる。
ちなみに、
乾燥空気 1000mにつき10度
湿潤空気 1000mにつき 5度 下がると計算すると、
上図の温度変化になる。
20度の湿った空気が1000m上昇
(水蒸気を含んでいるが、この時は水滴になっていないので乾燥空気と扱う。)
⇒10度気温が下がり、20-10=10度。

雲ができ始めてから山頂まで1000m
湿潤空気なので 5度しか下がらない。つまり山頂の気温は10-5=5度。
山頂から2000m下降。
乾燥空気なので、
⇒20度上がる。 5+20=25度

偏西風

中緯度上空では地表付近から上空までが偏西風であるため、高緯度に熱を運ぶために偏西風は南北に蛇行する。
ジェット気流とは対流圏上層に位置する強い偏西風の流れを言う。
大気の大循環の図

オゾン層のこと

オゾン減少は、フロンなどのガスが分解して塩素イオンをだし、これがオゾンを破壊することによる。

地球大気の鉛直構造

大気は、温度変化を基準にして、鉛直方向に四つの層に区分されている。これを「地球大気の鉛直構造」という。
鉛直方向に区分するのは気象現象等を考えやすくするためであり、大気が主に水平方向に運動し1つの層内で循環していること、 水平方向に比べて鉛直方向のほうが温度変化が激しいことなどが理由と考えられる。
オーロラは高さ100kmよりも高い。
大気の質量は、5.5km上がると半分になる。さらに5.5km上がった11kmではその半分、すなわち地上の4分の1になる。

対流圏(Troposphere)
0-9/17km。高度とともに気温が低下。さまざまな気象現象が起こる。
赤道付近では17km程度と厚く、極では9km程度と薄い。成層圏との境界は対流圏界面と呼ぶ。
対流圏では雲が出来る→水蒸気が多い
対流圏における高度による温度変化は100mにつき0.6度。

成層圏(Stratosphere)
9/17-50km。高度とともに気温が上昇。オゾン層が存在する。
中間圏との境界は成層圏界面と呼ぶ。

中間圏(Mesosphere)
50-80km。高度とともに気温が低下。熱圏との境界は中間圏界面と呼ぶ。

熱圏(Thermosphere)
80-800km。高度とともに気温が上昇。

気象衛星の画像のこと　https://www.jma-net.go.jp/sat/himawari/satobs.html

＠可視画像は、雲や地表面によって反射された太陽光を観測した画像。 雨を伴うような発達した雲は厚みがあり、太陽光を強く反射するため白く写り、視覚的にわかりやすい画像。 夜間は太陽光の反射がないことから雲は可視画像に写らない。

＠赤外画像は、雲、地表面、大気から放射される赤外線を観測した画像。 放射される赤外線の強さは雲の温度により変化する特性をもっており、温度の低い雲をより白く表現している。 ごく低い雲や霧は、温度が高いため地表面や海面とほとんど同じ温度で灰色や黒色で表示され、 地表面や海面と区別がほとんどできない。 温度の低い雲には、夏の夕立や集中豪雨をもたらす積乱雲のような厚い雲もあれば、 晴れた日にはるか上空に薄く現れる巻雲のような雲もある。 このため、白く写っている雲が雨をもたらすとは限らない。

＠水蒸気画像は赤外画像の一種で、大気中にある水蒸気と雲からの赤外放射（6.2μｍ帯）を観測した画像。 この波長帯の赤外線は、大気中に存在する水蒸気によく吸収されると同時に、その水蒸気からの放射が行われる特性をもっている。 この特性を利用して、水蒸気画像では、雲がないところでも対流圏上・中層にあるごくわずかの水蒸気からの放射を観測することができる。 また、対流圏上・中層の水蒸気の多いところが白く、少ないところが黒く写るように処理を施し、上空の大気の湿り具合をわかりやすくしている。 さらに、複数の画像を動画として見ることで、水蒸気の流れを介して上空の大気の流れを見ることができる。

＠雲頂強調画像は、日中の領域は可視画像、夜間の領域は赤外画像を表示し、その上に雲頂高度が高い雲のある領域を色付けした画像。 雲はその高度によって温度が異なる。また、その温度によって雲から放射される赤外線の強さが異なる。 そのため、観測される赤外線の強さから、雲の温度がわかり、その雲の高度（雲頂高度）が推定できる。 宇宙にある気象衛星ひまわりから見えるのは雲頂部分なので、ひまわりの観測データから上記の方法を用いてわかることは雲頂高度。 赤味がかった領域は特に雲頂高度が高いことを意味している。 雲が発達して積乱雲になると雲頂高度が非常に高くなるので、赤味がかった領域の中には積乱雲が含まれている可能性があることがわかる。 特に、日中の領域で使用している可視画像では、太陽光で影ができることにより積乱雲の雲頂のでこぼこした形状が見えるため、このような雲が赤く表示されているときは、積乱雲が存在するとわかる。 （注：この色付けはレーダーで観測した降水強度を示したものではない。） 雲頂強調画像は 2.5 分ごとの気象衛星画像のページにのみ掲載されている。

2020年地学基礎

熱帯低気圧と温帯低気圧は、ともに(a)中心付近が周囲より低圧であり 北半球では反時計回りに回転する渦であるという共通の性質を持つ。 一方、(b)温帯低気圧は前線を伴うことが多いが、熱帯低気圧は前線を伴わない などの違いがある。

上の文章の下線部(a)に関連して、ある年の9月初旬の14時ころに本州の南岸を台風が南から北へ通過した。 この地域には次の図に示されているように西から東に順に観測所A、B、Cが数十㎞間隔で並んでおり 台風の中心は観測所Bの近くを通過した。次の図のX、Y、Zの３つのデータは、観測所A、B、Cのいずれかで 観測された風向、風力、気圧の変化を示している。観測所A、B、Cに対応するデータの組み合わせとして 最も適当なものを選べ。気圧は海面更正された値である。

上の文章の下線部(b)に関連して、北半球の温帯低気圧が次の図に示すような前線を伴ったときに 破線DEに沿った鉛直断面を北側から見た構造として最も適当なものを選べ。



答えは４
解説：
温帯低気圧に伴う前線で
尖ったマーク（D 側）：寒冷前線→寒気が暖気の下に潜り込む。積乱雲
丸いマーク（E 側）：温暖前線→暖気が寒気の上に上がっていく。乱層雲
という知識を基に見て、D と E の向きに注意する。北から見た断面と問題に明記されてい ることに注意。
答えは ４

2020年地学

地表面付近に空気塊Aとそれよりも低温で相対湿度の低い空気塊Bがある。
この2つの空気塊をそれぞれ断熱的に持ち上げたとする。
このときの空気塊の温度変化を表すグラフとして最も適当なものを一つ選べ。
ただし実線は空気塊Aの温度変化を、破線は空気塊Bの温度変化を表す。


答えは1
解説：
断熱膨張して温度が下がる時、乾燥空気は 1℃/100m、湿潤空気は 0.5℃/100m
温度が下がると飽和水蒸気量が小さくなるので水分量が同じであれば湿度が上がる。
まず 500m 上がると 5℃さがるはず。それは１と２
次に B の方が、湿度が低いから湿潤膨張に転じるのが A よりも遅いはず。 よって １

2020年地学

次の図は南半球の中緯度の低気圧を模式的に表したものである。 この低気圧のまわりに吹く風を傾度風と仮定したとき低気圧のまわりの風の向きと 低気圧の中心から外向きに働く力の組み合わせとして最も適当なものを一つ選べ。

2020年地学

日本列島に接近する台風に関して述べた文として最も適当なものを一つ選べ。
ただし実線は空気塊Aの温度変化を、破線は空気塊Bの温度変化を表す。
１　北上して中緯度に達すると貿易風に乗って北東に移動することが多い
２　日本列島が勢力の強い太平洋高気圧に覆われていると日本列島には上陸しにくい
３　上陸すると水蒸気の供給が絶たれて台風の目が発生することが多い
４　北日本まで北上するとオホーツク海上の冷涼な空気を北日本にもたらして冷害を引き起こすことが多い

答えは2
解説：
１．中緯度の上空をふくのは偏西風 よって×
２．台風は高気圧の縁を回っていく。よって〇
３．台風の目は発達中に形成される。よって×
４．台風は太平洋を移動する。よって×
答えは ２

2020年地学

私たちが目にする日々の天気予報はさまざまな計測方法で得られる気象データを高性能のコンピューターで解析し 今後の変化を予測する数値予報によって支えられている。 観測技術の革新や数値計算の精密化により、数日以上先の天気予報の信頼性もかなり向上してきた。

気象衛星の可視画像と赤外画像の特徴について述べた次の文a,bの正誤の組み合わせとして最も適当なものを選べ
a　赤外画像では昼間は太陽光が強いため雲分布を判別できないが夜間は雲分布を判別できる
b　可視画像よりも赤外画像のほうが雲頂の高さを判別しやすい

2020年地学

数日以上先の天気予報に関連して、次の図はある年の10月2日9時の高層天気図（左上）とその時刻から4.5日後まで 1.5日間隔で予測された高層天気図（a～c）である。日本付近の天気は気圧の谷の移動とともに、5日程度の周期で 変化すると予想された。図の高層天気図を1.5日ごとに並べた順序として最も適当なものを選べ
この2つの空気塊をそれぞれ断熱的に持ち上げたとする。

2019年地学基礎

次の図はある年の1月23日9時の地上天気図である。日本周辺は西高東低の冬型の気圧配置になっている。

図から読み取れる気圧に関連した特徴を述べた文として最も適当なものを選べ。

１）地点Aの海面気圧は992ｈPaである。
２）海面気圧は地点Aの方が地点Bよりも高い。
３）水平方向の気圧の差によって空気に働く力の大きさは地点Aの方が地点Bよりも大きい。
４）地点Aの空気には水平方向の気圧の差によって南西向きに力が働く。

答えは３
解説：
図を順番に見ていく。太い線が 20hPa 間隔だから、細い線は 20/5=4 で 4hPa 間隔。
A は 1008hPa。１は×
A と B では A が低い。２は×
A と B では A の方が等圧線間隔が狭いので風は強い。３は〇
風は気圧の高い方から低い方へ吹く。風向きは風が来る方向を言うので、A には北西の風が 吹く。４は×
以上のことより、答えは３．

図の天気図の日時における気象衛星赤外画像として最も適当なものを選べ。

答えは2
解説：
低気圧から前線が伸びていればそこに雲がある。寒冷前線は日本列島と平行に伸びている。 また低気圧の中心は釧路沖。
１は雲が関東に厚くある。×。
２は雲の中心が釧路沖にありそこから南に雲が伸びている。〇
３は台風が写っているので×。
４は列島を横断する雨雲なので×。

上の図の天気図における日本周辺の大気と海洋のかかわりについて述べた文として最も適当なものを選べ。
１）オホーツク海から日本海に流れ込む冷たく湿った空気が日本海上で暖められて上昇し日本付近で前線が停滞しやすくなる
２）東シナ海から日本海に流れ込む暖かく湿った空気が日本海上冷やされて霧が発生しやすくなる
３）日本の東の海上の低気圧から日本海に吹き出す暖かく乾いた空気が日本海上で冷やされて下降し晴天域が広がりやすくなる。
４）大陸の高気圧から日本海に吹き出す冷たく乾いた空気が暖かい海から水蒸気を受け取り雲が発生しやすくなる

答えは４
解説：
冬型の天気で日本海側に雪が降るのは、冷たく乾いた大陸からの風に日本海で水蒸気を供給するから。よって答えは４．

2019年地学

地球と金星、火星の大気に関する会話を読み、問に答えよ
トラ： 地球と金星、火星の大気の違いを知っていますか
ヒコ： はい。地球の大気の主成分は窒素と酸素ですが、金星と火星の大気の主成分は（あ）であり、酸素はほとんど含まれません。 また地表の気圧は金星では地球の約90倍、火星では約100分の1です。
トラ： それぞれの惑星の気温の鉛直分布について考えてみましょう。まず地球はどうですか。
ヒコ： 地球の場合、対流圏と中間圏では上空ほど気温が低くなり、成層圏と熱圏では上空ほど気温が高くなります。
トラ： 成層圏で上空ほど気温が高くなるのはオゾン層が存在するからです。 では大気に酸素がほとんどない金星と火星の気温の鉛直分布はどうなっているでしょう。

上の会話で（あ）に入れる語として最も適当なものを選べ。
１）水素
２）ヘリウム
３）メタン
４）二酸化炭素

答えは４
解説：
金星と火星の大気の主成分は二酸化炭素。よって４

地球の大気について中間圏と熱圏についてそれぞれ述べた文abの正誤の組み合わせとして最も適当なものを選べ。
a　中間圏では太陽活動の影響によりオーロラが発生しやすい
b　熱圏では成層圏と同様オゾン層の存在により上空ほど気温が高い

金星と火星の気温の鉛直分布は次のa～dのうちそれぞれどれか。組み合わせとして最も適当なものを選べ。 ただしグラフの縦軸は高度に対応しており、黒丸は惑星表面における値を表している

2018年地学基礎

次の文章は，科学者の寺田寅彦による随筆「茶碗の湯」（大正11年）からの抜粋である。これを読んで、下の問い（問1~4)に答えよ。（文章は一部省略した り、書き改めたりしたところもある。）
ここに茶碗が一つあります。中には熱い湯が一杯はいっております。ただそれだけでは何のおもしろみもなく不思議もないようですが、よく気をつけて見ていると、 だんだんにいろいろの微細なことが目につきさまざまの疑問が起こってくるはずです。ただ一杯のこの湯でも自然の現象を観察し研究することの好きな人には なかなかおもしろい見物です。
第一に、湯の面からは白い湯気が立っています。これはいうまでもなく、 （ア）です。（中略）
次に、茶碗のお湯がだんだんに冷えるのは、(a)湯の表面や茶碗の周囲から熱がにげるためだと思っていいのです。 もし表面にちゃんとふたでもしておけば、冷やされるのはおもにまわりの茶碗にふれた部分だけになります。 そうなると、(b)茶碗に接したところでは湯は冷えて重くなり、下の方へ流れて底の方へ向かって動きます。 その反対に、茶碗のまんなかの方では逆に上の方へのぽって表面からは外側に向かって流れる、だいたいそういう風な循環が起こります。（以下略）
出典：池内了編「科学と科学者のはなし寺田寅彦エッセイ集」

上の文章中の（ア）に入れる語句として最も適当なものを次の1～4のうちから一つ選べ。
1）熱い水蒸気が冷えて小さなしずくになったのが無数に群がっているのでちょうど雲や霧と同じようなもの
2）熱い湯から立ちのぽった気体が光を反射したもの
3）熱いところと冷たいところとの境で光が曲がるために光が一様にならずちらちらと目に見える。ちょうどかげろうと同じようなもの
4）小さな塵が群がり粒の大きい塵となったのがちらちらと目に見えたもの

答えは1
解説：
茶碗の湯から立ち上る湯気を見立てるのは雲や霧がふさわしい。よって１．

下線部(a)に関連して、茶碗の湯が表面から冷える過程として最も適当なものを、次の1～4のうちから一つ選べ。
1）可視光線の反射
2）紫外線の放射
3）二酸化炭素の放出
4）潜熱の放出

答えは4
解説：
冷えるということは熱を放出することである。よって４．

下線部(b)に関連して、温度差をおもな原因とする鉛直方向の動きが、全体の動きを駆動している現象として適当でないものを、次の１～４のうちから一つ選ぺ。
1）海洋の深層循環
2）粒状斑
3）続成作用
4）ハドレー循環

答えは2
解説：
海洋の深層循環は温度差を主な原因とする海水の鉛直方向の動き。
続成作用は、堆積物が堆積し固化していく作用。
粒状斑とは、太陽光球面に見られる対流模様。太陽の光球を構成しているガスも下層から運ばれる熱によって対流しているため、太陽面全体がこの対流細胞に覆われている。これ も温度差が原因。
ハドレー循環も赤道付近で暖められた大気が上昇し緯度30 度付近で冷えて下降するもの。
ゆえに答えは２

著者はこの随筆の別の箇所で茶碗の湯から湯気が渦を巻きながら立ち上る様子について記述している。 このことに関連して、上向きの流れや渦がもたらす現象や自然災害について述べた文として最も適当なものを次の１～４のうちから一つ選べ。
1）オゾンホールは、渦を伴う上昇気流がオゾン居に穴をあけることで発生することが多い。
2）親潮は、台風の渦による気圧の変化や海水の吹き寄せによって生じる。
3）火砕流は、火山噴火に伴う火山灰が成屈圏まで達するような強い上向きの流れである。
4）積乱雲は、強い上昇気流を伴い激しいにわか雨や雷雨をもたらすことがある。

答えは4
解説：
この中で上向きの流れや渦を示しているのは４の積乱雲。

2018年地学

コリオリの力（転向力） と地球上での風に関する次の文章を読み， ドの問い（間 1 ~ 3)に答えよ．
中裔緯度の対流圏上部で観測される偏西風は，気圧傾度力とコリオリの力がつ ちこうふう り合った風（地衡風）の典型例である。(a) 偏西風はしばしば持続的に南北に蛇行 し，異常気象を引き起こすことがある。一方，（b）地表付近では気圧傾度力とコ リオリの力以外にさらに別の力が加わることにより，実際の風の向きは地衡風の 向きから少しずれる。

北半球の地上における気圧が次の脳1のように分布しているとする。この 状態で地衡風が吹くとしたとき，その方向は図1中のA~Dのうちどれか。 最も適当なものを下の0~Rのうちから一つ選べ

1）A
2）B
3）C
4）D

答えは1
解説：
地衡風とは、気圧傾度力とコリオリ力の釣り合いの結果生じる風。摩擦力がほとんど働かない上層における風は地衡風に近い。
気圧傾度力は気圧の高い方から低い方へ向かって等圧線に直角に働き、コリオリの力は北半球では風の進行方向を向いて右向きに（南半球では左向きに）働く。 それゆえ地衡風は、等圧線に沿って北半球では気圧の高い方を右手に（南半球では左手に）見る向きに吹く。

下線部(a)に関連して、茶碗の湯が表面から冷える過程として最も適当なものを、次の1～4のうちから一つ選べ。
1）可視光線の反射
2）紫外線の放射
3）二酸化炭素の放出
4）潜熱の放出

答えは4
解説：
冷えるということは熱を放出することである。よって４．

下線部(b)に関連して、温度差をおもな原因とする鉛直方向の動きが、全体の動きを駆動している現象として適当でないものを、次の１～４のうちから一つ選ぺ。
1）海洋の深層循環
2）粒状斑
3）続成作用
4）ハドレー循環

答えは2
解説：
海洋の深層循環は温度差を主な原因とする海水の鉛直方向の動き。
続成作用は、堆積物が堆積し固化していく作用。
粒状斑とは、太陽光球面に見られる対流模様。太陽の光球を構成しているガスも下層から運ばれる熱によって対流しているため、太陽面全体がこの対流細胞に覆われている。これ も温度差が原因。
ハドレー循環も赤道付近で暖められた大気が上昇し緯度30 度付近で冷えて下降するもの。
ゆえに答えは２

著者はこの随筆の別の箇所で茶碗の湯から湯気が渦を巻きながら立ち上る様子について記述している。 このことに関連して、上向きの流れや渦がもたらす現象や自然災害について述べた文として最も適当なものを次の１～４のうちから一つ選べ。
1）オゾンホールは、渦を伴う上昇気流がオゾン居に穴をあけることで発生することが多い。
2）親潮は、台風の渦による気圧の変化や海水の吹き寄せによって生じる。
3）火砕流は、火山噴火に伴う火山灰が成屈圏まで達するような強い上向きの流れである。
4）積乱雲は、強い上昇気流を伴い激しいにわか雨や雷雨をもたらすことがある。

答えは4
解説：
この中で上向きの流れや渦を示しているのは４の積乱雲。

2002年地学

梅雨は日本の気候を特徴づける現象の1つであり、6月後半から7月前半ごろ に西日本から関東にかけて最盛期となる。しかし、その時の天候の特徴は、西日 本と東日本とでかなり異なっている。
例えば東日本では、梅雨前線の北側にある（ア）高気圧の影響をより強く受 けて、しとしとと雨が降る肌寒い日が多い。一方、西日本では、一般に梅雨前線 付近での降水量が東日本よりも多い。しかもその多量の降水は発達した(a)積乱雲の集団による集中豪雨としてもたらされやすい。 ところで、特に西日本側の 梅雨前線南方の（イ）高気圧に覆われた領域やその縁辺部では(b)対流圏下層（例えば地上約1.5km)で北向き成分を持つ強風が吹いていることが多い。 この風による水蒸気輸送は、梅雨前線付近での多量の降水を維持する重要な要因の 一つとなる。

上の文中の空欄（ア）・（イ）に入れる語の組合せとして最も適当 なものを一つ選べ。

上の文中の下線部(a) に関連して、積乱雲の発生に好都合な気象状 況の例を述ぺた文として誤っているものを一つ選べ。
(1)主に対流圏下層の空気が、冷たい地面や海面の影響により冷却される。
(2)主に対流圏の下層に、湿った暖かい空気が流入する。
(3)主に対流圏の中層あるいは上層に、冷たい空気が流入する。
(4)主に対流圏下層の湿った空気が、日射で暖まった地面から強く加熱される。

答えは1
解説：
積乱雲が発達しやすいのは寒冷前線。これは、上空に寒気が入り込んで、冷たい空気 は重いので下へ降りる。降りてきた冷たい空気が暖かい空気を押し上げる。冷たいものは 重いので地表付近が冷たくても空気は動かない。上が冷たくて下が暖かければ空気が動く。 よって、誤っているものを選ぶのだから、１。

上の文中の下線部(b)に関連して、梅雨前線の南側の同じ緯度（北 半球）にある地点AとBにおいて観測された対流圏下層の風を次の図に 示す。これらを地衡風とみなすと、両地点における気圧傾度力の向きと大き さはどのようになるか。最も適当な組合せを一つ選べ。

2001年地学

雲の形態は千差万別である。日本では昔から特徴的な形の雲に対して、「入道 雲」や「おぼろ雲」といった名称をつけ、親しんできた。雲の形態を科学的に分類 しようという試みがなされたのは19世紀初めのことである。 現在では(a)雲が現れる高さと形から10種類の基本形に分けられている。 低気圧に伴って、いろいるな形態の雲が観察されるが、次の図１に示されるよ うに、(b）温暖前線の付近と寒冷前線の付近では観察される雲に違いがある。 気象衛星による観測が始まって、地球をおおう雲の分布の特徴を知ることがで きるようになった。気象衛星「ひまわり」で撮影された雲画像を見ると、熱帯太平 洋では活発な上昇気流の存在を示す雲の塊が東西に並び、その高緯度側には雲が ほとんど見られない区域があることに気がつく。

上の文中の下線部(a)の分類に従って、最も高いところに生じる雲にはど のようなものがあるか。最も適当なものを一つ選べ
1)層積雲
2)層雲
3)高積雲
4)巻雲

答えは４
解説：
雲の分類のだいたいの知識が必要。一番高層に出るのは巻雲。よって４．

上の文章中の下線部(b)に関連して，図1の空欄（ア）～（ウ）に入れる語の組合せとして、最も適当なものを一つ選ぺ

大気の大循環を考えると、赤道付近で上昇し、上空を高緯度に向かって流 れた空気は、その後どのように流れていくか。最も適当なものを一つ選べ
1)極で冷却されて下降し、東向きの流れとなって低緯度にもどる。
2)極で冷却されて下降し、西向きの流れとなって低緯度にもどる。
3)亜熱帯高圧帯で下降し、西向きの流れとなって低緯度にもどる。
4)亜熱帯高圧帯で下降し、東向きの流れとなって低緯度にもどる。

答えは3
解説：
大気の大循環は半球ごと3 つの流れがある、という知識（だから、北半球であれば南 から貿易風、偏西風、極東風と言うのが吹く）があれば、１と２は無い。北東貿易風は、 北東から南西に向かって吹いているから、答えは３．

海洋大循環

海流

エルニーニョとラニーニャ

海流について

地球上の水収支

温室効果ガス

海洋の熱放射

海水中の主なイオン（海水１ｋｇ当たり）

いろいろ

暖水渦・冷水渦とは

2020年地学基礎

南極周辺海域や北大西洋北部では、表層で密度の大きい海水が形成されて 深層へ沈み込む。表層で密度の大きい海水が形成される理由について述べた 次の文のa、bの正誤の組み合わせとして最も適当なものを選べ。
a　海水の温度が低下するため
b　海氷の生成に伴って海水の塩分が増加するため

2020年地学

水深250mの海を津波が進む速さに最も近いものを一つ選べ。ただし、重力加速度の大きさは10 m/s² とする。
１　海面付近での黒潮の速さ
２　地殻を伝わるP波の速さ
３　ジェット気流の速さ
４　空気中を進む音波の速さ

答えは3
解説：
津波が伝わる速さνは重力加速度を g、水深をｄとすると ν＝√（g・d）
ゆえに√（10 m/s² × 250 m）＝50 m/s
参考までに
海面付近での黒潮の速さ：最大 2.0～2.5 m/s
地殻を伝わる P 波の速さ：6～7 km/s
ジェット気流の速さ：30 m/s
空気中を進む音波の速さ：340 m/s
答えは ３

2020年地学

次の図は北太平洋の亜寒帯還流と亜熱帯還流の模式図である。 これらの還流を構成する３つの海流のうち海面付近の速さを比較した大小関係 として最も適当なものを選べ。

2020年地学

冬季の海面冷却によってグリーンランド付近と南極周辺で高密度の海水が沈み込み、 大洋深部をゆっくりと巡る流れ（深層循環）ができる。 海洋深部の水温・塩分の分布はこの深層循環を反映した構造となっている。 次の図のうち、太平洋の南北断面における水温の分布の模式図a,b,cと塩分の分布の模式図x,y,zの組み合わせとして 最も適当なものを選べ。ただし図では0～1000mの範囲を省略している。



１　a・x
２　a・z
３　b・y
４　c・x
５　c・z

答えは2
解説：
南極海（60°S 付近）とグリーンランドで海水が沈む。沈むのは冷たく塩分濃度も高い。
設問は太平洋の、とある。グリーンランド沖で海水が沈むのは大西洋。
よって、南極海のポイントを考えるから、60°S 付近で沈む図になっているのが a
塩分濃度も同様の分布を示すのでｚ

2019年地学

外洋には直径数百㎞にも達する渦が数多く存在しており、中規模渦と呼ばれている。 特に日本付近では黒潮や親潮などの海流の蛇行によって時計回りあるいは反時計回りの中規模渦が形成されやすい。 本州東方において中心の海面が周辺より低い中規模渦の場合は圧力傾度力が（い）に向かってはたらき、 コリオリ力（転向力）はその逆向きにはたらいて、この二つの力がつり合った状態にあり表層の海水は地衡流として（う）に流れている。

上の文で（い）、（う）に入れる語句の組み合わせとして最も適当なものを一つ選べ

上の文で黒潮に関連して述べた文として最も適当なものを一つ選べ
1　黒潮は海上風によって引き起こされる水平循環（環流）の一部を構成する強い流れである
2　本州南方において黒潮の北側（岸側）の海面は南側（沖側）の海面より高い
3　地球の自転に伴うコリオリの力が低緯度ほど強いため大洋の西側の海流が強化され黒潮が形成される
4　黒潮の平均流速は親潮の平均流速より小さい

答えは１
解説：
黒潮とは海上風によって引き起こされる。１は〇
海面が高いのは暖かい海水 ２は×
地球の自転によるコリオリ力は，極地に近づくほど大きい。３は×
黒潮の最大流速は約7.4km/h、親潮は約1.8km/h ４は×
答え 1

2019年地学

次の図は、地球表層における水の輸送量を模式的に示している。 (a)地球表層の水は，気体、液体、固体と状態を変えながら、大気の運動などによって別の場所に輸送され．地球上を循環している。 水の大部分は、液体として 海洋に存在している。海洋以外の水はおもに陸域に存在し陸水という。 (b)陸水は、河川水、地下水、氷床・氷河、湖沼水などからなる。

上の文で下線部(a)に関連して（ア）、（イ）に入れる数値の組み合わせとして最も適当なものを一つ選べ

上の文で下線部 (b)に関して， 存在量が最大である陸水はどれか。最も通当なものを一つ選べ。
1　河川水
2　地下水
3　氷床・氷河
4　湖沼水

答えは3
解説：
＠淡水の多くは氷河等である
宇宙から見た地球は青く輝き、「水の惑星」とも呼ばれている。 実際、地球の表面の3分の2は水で覆われていて、およそ14億立方キロメートルの水があると言われている。 しかし、その大部分は海水であり、淡水はわずか2.5%程度に過ぎない。 また、この淡水の大部分は南極や北極地域などの氷や氷河として存在しているため、 地下水や河川、湖沼などの水として存在する淡水の量は地球全体の水の約0.8%に過ぎず、 さらにこの大部分は地下水であるため、河川や湖沼などの人が利用しやすい状態で存在する水に限ると、 その量は約0.01%（10万km3）でしかない。
答え 3

2019地学

海洋の密度構造は，水温だけでなく塩分（塩類の濃度）によっても特徴づけられる。 外洋の平均塩分はおよそ（ウ）‰（パーミル、千分率）であるが， 海域によって異なっている。 たとえば亜熱帯海域とくらべて亜寒帯海域の塩分は（エ）が， これは降水量が蒸発量を（オ）ためである。 また， 鉛直方向にも(C) 層構造が観測される。 層構造はおもに水温の違いにより形成されるが、塩分の影響も無視できない。

上の文章中の（ウ）～（オ）に入れる数値と語の組合せとして最も適当なものを一つ選べ。

上の文章中の下線部(C)に関連して述べた文として最も適当なものを一つ選べ。
１　表層混合層（混合層）は，風や波によるかき混ぜや冷却による対流で生じる。
２　主水温躍層（水温躍層）は， 高緯度の海域ほどはっきりと観測される 。
３　深層水温の海域による違いは，表層水温の海域による違いより大きい。
４　深層の海水の大部分は，北太平洋で冷やされて沈み込んだ塩分の高い水を起源とする。

答えは1
解説：
表層は対流で生じる。１は〇
水温躍層は緯度には関係ない。２は×
深層水温は海域に関わらず一定。３は×
深層の海水は北大西洋グリーンランド沖と南極海で冷やされたもの。４は×
答え １

2002地学

海水の密度は圧力のほかに水温と塩分によって変わる。水温は(c)海面での加 熱や冷却、蒸発などによって変化する。高緯度海域を除くと、表層には暖かくて 軽い海水が、深層には冷たくて重い海水が分布し、その間に（ウ）が存在す る。塩分は(d)降水や海面からの蒸発などによって変化する。しかし、沿岸や高 緯度海域を除くと、密度に及ぽす影響は水温に比べて小さい。
次の図に、真水と塩分35‰（千分率）の海水の、水温による密度変化のよう すを示す。塩分が24.7‰より高い場合は、結氷温度（水が凍り始める温度）で密 度が最大になる。塩分がそれより低い場合は、真水と同じように、結氷温度より 少し高い水温で最も重くなる。このため、ある一定の塩分をもつ海水が海面で冷 却され続けたときの氷のでき方は、塩分が24.7‰より高い場合と低い場合で大 きく異なる。いずれの場合も初めのうちは，海面付近の海水は冷却を受けて水 温が下がり（エ）になるため（オ）によって下層の海水と入れ替わる。塩分が 姦い場合は．結氷混度に達するまでこの現象が統く。これに対して．塩分が低い 場合は、海面付近の水温が密度最大になる温度よりも下がると、海面付近の海水 は下層の海水よりも（カ）なるため（オ）が止まり、海面付近だけが急速に 冷やされて凍り始める。したがって、塩分が低い場合の方がはるかに凍りやすい。

前ベージの文章中の下線部(c)と(d)に関連して，海面からの蒸発によって引 き起こされる海面付近の変化を述ぺた文として最も適当なものを一つ選べ。
(1)水温も塩分も上がる。
(2)水温も塩分も下がる。
(3)水温は上がり、塩分は下がる。
(4)水温は下がり、塩分は上がる。

答えは4
解説：
海面から蒸発するのは水だけ。水が減るから塩分濃度は相対的に上がる。また、水が 蒸発するとき、周りの温度を奪う（うち水などを思い出す）。よって温度が下がる。だから 答えは４。

上の文中の空欄（ウ）に入れる語として最も適当なものを一つ選べ。
(1)不安定層
(2)混合層
(3)水温前線
(4)水温躍層（温度躍層）

答えは4
解説：
海水の構造は、深層と表層で異なり、混じり合わない。間の色つきの層は温度躍層と いう。よって答えは４。安定して分離しているのだから１と２は無い。
　

上の文中の空欄（エ）～（カ）に入れる話の組合せとして最も適当なものを一つ選べ。

2001地学

最近の人工衛星による海面の高さの観測によって，海洋の表層には中規模渦と 呼ばれる直径300km程度の渦がいたるところに存在していることが明らかに なった。渦には二つの種類があり、周辺よりも中心の方が海面の低い低気圧性渦 と、中心の方が海面の高い高気圧性渦がある。禍に伴う流れは、ほぼ地衡流とみ なしてよく、斤力傾度力とコリオリの力（転向力）がつり合っている。なお，地衡 流と圧力傾度力は大気の場合の地衡風と気圧傾度力にそれぞれ相当する。
例として北半球の低気圧性禍を考える。コリオリの力は、次の図2の（4）の向きに働く。 次の図3は渦を真上から見た概念図で、同心円は海面の等高線 （海洋表層での等圧線でもある）を示す。圧力倭度力は図3の(5）の向きに働き、流れは図3 の(6）の向きになる。

上の文中の空欄(4)に入れる記号として正しいものを一つ選ぺ。
(1) a (2) b (3) c (4) d

答えは4
解説：
コリオリ力はどういうものかを知っておかなくてはいけない。（いろいろな人 が色々と説明しているのでしっくりくるものをさがしてください。）で、この場合は、地 衡風を覚えておくと良いかもしれない。図のように平行な等圧線がある場合、気圧傾度 による風は「高気圧」から「低気圧」へと吹き始める。この風にコリオリの力が働くと 直角に曲げようとする（北半球では右へ）ので、ついには、気圧傾度による力とコリオ リの力が釣り合い、風は等圧線と平行で、気圧の低い方を左に見ながら吹くようになる 流れの向きは地衡風の向きだから、コリオリ力はｄとなる。答えは４．

上の文中の空欄(5)(6)に入れる記号として正しいものを一つ選ぺ。ただし，同じものを繰り返し選んでも良い。
(1) e (2) f (3) g (4) h

答えは4と3
解説：
圧力傾度力は、高い方から低い方へ働く。問題は低気圧だから中心が低い。よってま ず圧力傾度力はhの向きに働くので、空欄5 の答えは4
この時流れの向きは圧力傾度から右回転なのでgとなる。よって空欄6 の答えは3