気象の予想問題5問——湿度の計算と前線の取りちがえを1問ずつ解説

答え：湿度は50％です

考え方：湿度は、その気温の飽和水蒸気量（空気1m³がふくむことのできる水蒸気の最大の量）に対して、実際にふくまれている水蒸気の量がどれくらいの割合かを百分率で表したものです。

解き方：20℃の飽和水蒸気量は17.3g/m³です。実際の水蒸気量8.65gを17.3gでわると2分の1になるので、百分率で表して湿度は50％です。

よくあるミス：① わる数とわられる数を逆にして、17.3を8.65でわってしまうミス。湿度は100％をこえないので、答えが100より大きくなったら逆になっています。② ほかの気温の飽和水蒸気量を使うミス。必ず今の気温の飽和水蒸気量でわります。

確かめ：17.3gの半分は8.65gで、問題の水蒸気量と一致します。飽和水蒸気量の半分の水蒸気をふくんでいるので、湿度50％で合っています。

答え：露点は15℃で、水滴になるのは3.4gです

考え方：露点は、空気を冷やしていったときに、ふくまれている水蒸気が水滴になり始める温度です。ふくまれている水蒸気量と、飽和水蒸気量が等しくなる温度をさがします。

解き方：飽和水蒸気量が12.8g/m³になるのは15℃なので、露点は15℃です。10℃まで冷やすと、空気1m³がふくめる水蒸気は9.4gまでなので、12.8gと9.4gの差の3.4gが水滴になります。

よくあるミス：① 露点を今の気温25℃の飽和水蒸気量から考えてしまうミス。露点はふくまれている水蒸気量で決まり、気温には関係しません。② 水滴になる量を、23.0gと9.4gの差で求めてしまうミス。使うのは、実際にふくまれている12.8gです。

確かめ：10℃まで冷やしたあと、空気1m³には9.4gの水蒸気が残り、これは10℃の飽和水蒸気量と同じなので湿度100％です。水滴になった3.4gと残った9.4gを合わせると、もとの12.8gになります。

答え：イ、エ、ア、ウの順です

考え方：上空ほど気圧が低いので、上昇した空気は膨張します。空気は膨張すると温度が下がり、露点より低くなると水蒸気が水滴になります。

解き方：上昇 → 気圧が低くなり膨張（イ） → 温度が下がる（エ） → 露点に達する（ア） → 水滴や氷の粒ができて雲になる（ウ）。答えはイ、エ、ア、ウです。

よくあるミス：① 「上空は太陽に近いから暖かい」と考えて、温度が下がる理由を説明できないミス。温度が下がるのは膨張するからです。② 膨張と圧縮を逆にするミス。上昇すると気圧が低くなるので膨張、下降すると気圧が高くなるので圧縮されて温度が上がります。

確かめ：空気を入れた袋を山の上に持っていくとふくらむことや、少量の水と線香の煙を入れた簡易真空容器から空気を抜くと中がくもることも、膨張して温度が下がる、という同じしくみで説明できます。

答え：アとウです

考え方：寒冷前線は、寒気が暖気の下にもぐりこみ、暖気を急激におし上げながら進む前線です。上にのびる積乱雲ができ、通過後は寒気におおわれます。

解き方：通過後は寒気に入るので気温は急に下がり（ア）、風向は北寄りに変わります。雨は積乱雲によるせまい範囲の短時間の強い雨（ウ）です。イ の南寄りは逆で、エ のおだやかな雨が長く続くのは温暖前線の特徴です。答えはアとウです。

よくあるミス：① 寒冷前線と温暖前線の雨の降り方を取りちがえるミス。寒冷前線は積乱雲で「強く短く」、温暖前線は乱層雲で「弱く長く」と組にして覚えましょう。② 通過後の気温を「上がる」とするミス。寒冷前線は通過後に寒気、温暖前線は通過後に暖気に入ります。

確かめ：寒冷前線の「寒」は、通過後に寒気に入ることを表しています。気温が下がり、北寄りの冷たい風に変わる、という変化と合っています。

答え：イとウです

考え方：風は気圧の高いほうから低いほうへふきます。高気圧の中心では空気が下りてきて（下降気流）まわりへふき出し、低気圧の中心では空気がふきこんで上へのぼります（上昇気流）。

解き方：北半球では、高気圧から時計回りにふき出し（イ）、低気圧へは反時計回りにふきこみます（ウ）。ア とエ は上昇気流と下降気流が逆です。高気圧は下降気流で晴れやすく、低気圧は上昇気流で雲ができやすくなります。答えはイとウです。

よくあるミス：① 高気圧と低気圧の気流を逆に覚えるミス。「低気圧は上昇気流 → 問題3のしくみで雲ができる → くもりや雨」とつなげて覚えると忘れにくくなります。② 回る向きを逆にするミス。「高気圧は時計回りにふき出す」の1つだけ覚えれば、低気圧はその逆です。

確かめ：天気図で低気圧の近くに前線や雨のマークが多く、高気圧の近くは晴れが多いことと合っています。

空気1m³中にふくまれている水蒸気の量を、その気温の飽和水蒸気量でわり、百分率で表します。答えが100％をこえたら、わる数とわられる数が逆になっています。

空気を冷やしていったときに、ふくまれている水蒸気が水滴になり始める温度です。ふくまれている水蒸気量と飽和水蒸気量が等しくなる温度で、気温ではなく水蒸気量で決まります。

寒冷前線は積乱雲ができ、せまい範囲に短時間の強い雨が降り、通過後は気温が下がって北寄りの風になります。温暖前線は広い範囲におだやかな雨が長く降り、通過後は気温が上がります。