こんにちは!今回は気象予報士試験 第57回 実技2 問1を解説します!
記述式問題は以下の項目でカテゴリー分けします。
実技試験記述5型
基本セット:どこで(場所・高さ・時刻)+ なぜ(原因・背景場)+ 何が起きている(現象)
- 分布型:「A側では ○○ であり、一方 B側では △△ となっている。」
- 時間変化型:「◯時には A であったが、△時には B となり、A から B へと変化した。」
- メカニズム型:「〜ため、□□が強まり、その結果△△となる。」
- リスク型:「〜ため、◯◯のおそれがあり、△△への注意(警戒)が必要である。」
- 構造型:「◯◯付近の ◇◇hPa で気温減率が小さい安定層の上端となっており、ここが前線面に対応する。」
こちらの記事を参考⇒【実技試験講義No.1】気象予報士試験実技試験記述5型 – 独学資格塾
(1)解説
◇模範解答
① 1006 hPa
② 東北東
③ 強風
④ 温暖
⑤ 南西
⑥ 雨、弱
⑦ 寒冷
⑧ 8℃
⑨ 停滞
⑩ 北
◇解説
図1に示された27日9時の地上天気図から、問1(1)の①~⑩の空欄を埋めます。まず日本海中部には中心気圧が1006 hPaの低気圧が存在しています。低気圧の移動方向は東北東で、問題図では移動速度30ノットの矢羽が付されており、進行方向は東北東(②)と読み取れます。進行方向の読み取り方として、地図上で低気圧の進行矢印を延長し経度線との角度を測る方法があります(実技試験では定規を用いて確認可能です)。低気圧には “GW” の表記があり、これは海上の強風(③)警報(Gale Warning)が発表されていることを示します。また、低気圧の中心から東南東に伸びる前線は鋸歯記号の付いた前線で、これは温暖前線(④)です。地上天気図上で小笠原諸島の東に中心を持つ高気圧から南寄りの風がこの温暖前線に向かって吹き込んでおり、温暖前線の南側に暖湿気流が流入する場が描かれています。石川県・輪島の実況を見ると、風向は南西(⑤)で現在天気は雨、弱(⑥)となっています。これは輪島で弱い雨が降っており風が南西から吹いていることを示します。
低気圧中心から南西に伸びる前線はギザギザと半円が交互についた寒冷前線(⑦)で、東シナ海まで伸びています。寒冷前線に沿った代表的な地点として済州島(チェジュ島)と鹿児島の気温を比べると、図1の実況欄より鹿児島は12℃、済州島は20℃で、その差は約8℃(⑧)あることが読み取れます。このように寒冷前線を挟んで南北で気温に大きな差があることがわかります。さらに中国大陸南部には停滞前線(⑨)が解析されています。最後に、停滞前線の北側と南側で気圧配置を比較します。停滞前線の北側では等圧線の間隔が狭く、南側より気圧の傾き(傾度)が大きくなっています。したがって等圧線の間隔が狭いのは前線の北側(⑩)であると判断できます。以上のように、地上天気図から各空欄の答えを順に読み取りました。
(2)解説
◇模範解答
① トラフとの位置関係:トラフの東側に低気圧がある。
上昇流の強い領域の分布状況:低気圧中心の東側から南側と、寒冷前線の南側にある。
② 850hPa面の前線に対応する等温線の値:温暖前線は 6(9)℃、寒冷前線は 12℃
◇解説
まず地上低気圧と500hPaトラフの位置関係について(設問①)。図2は上段が500hPa高度場・渦度、下段が700hPa鉛直流(上昇流)を示しています。地上の低気圧の中心位置(日本海中部)に印を付け、500hPaの等高度線の谷を示す部分(トラフ)と比較すると、地上低気圧の中心は500hPaトラフの東側に位置しています。これは発達中の低気圧に典型的な配置で、下層の低気圧中心が上層トラフの東側(前面)にあることで上空からの寒気移流が低気圧の背後側で起こり、前面では暖気の持ち上げが強化される構造です。この構造により低気圧はさらに発達しやすくなっています。
記述式解答のポイント:分布型
どこで・いつ: 地上低気圧の中心は500hPaトラフの東側
何が起きている: 位置している
次に700hPa面の上昇流の分布について(設問①の続き)。700hPa高度図では、鉛直流の値が負(-)で示される領域が上昇流域です。特に -50 hPa/h 以上の強い上昇流に注目すると、その領域は地上低気圧の東~南側、および地上寒冷前線の南側に位置していることがわかります。つまり強い上昇流は、低気圧中心の東側から南側と、寒冷前線の南側に分布しています。この位置関係は「どこで(低気圧の東~南側と前線南側)・なぜ(上空トラフ前面で暖湿気が強制的に持ち上げられているため)・何が(強い上昇流=雲や降水のもとになる上昇運動)が生じている」という3点セットで説明できます。実際、500hPaトラフ前面では暖湿な空気が持ち上げられ、700hPaで顕著な上昇流域を形成しているのです。
記述式解答のポイント:分布型
どこで・いつ: 低気圧の東~南側と前線南側
なぜ:上空トラフ前面で暖湿気が強制的に持ち上げられているため
何が起きている: 強い上昇流=雲や降水のもとになる上昇運動
なお850hPa面での前線に対応する等温線の値を問う設問②では、地上の前線位置と850hPa面の温度分布から推定します。一般に前線面は南から北に向かって傾斜しているため、850hPa上の前線位置は地表の前線よりも高緯度側にずれます。経験則では、温暖前線の場合は地表位置より緯度で約2度北、寒冷前線では約1度北が850hPa上の前線位置に相当します。これを踏まえて地上天気図(図1)から前線付近の850hPa気温を見ると、温暖前線に対応する850hPa等温線はおよそ6℃(許容解答:9℃)、寒冷前線では約12℃と推定できます。温暖前線側は南からの暖気の影響で850hPaでも気温勾配が緩く、解答には多少の幅(6~9℃)が認められています。
(3)解説
◇模範解答
①雲域Aに関連する500hPa面の正渦度極大値:+219×10^-6/s(単位付きで記入)。
位置関係:「雲域Aの西縁に正渦度極大点がある。」
②トラフとの位置関係:「雲域Bはトラフの東側にある。」
雲の連なる方向や位置:「雲域Bは寒冷前線の南東側に平行にのびている。」
雲域B:「40~60ノットの強い南西風の領域で、327Kの高相当温位域に発生している。」
雲域C:「20ノット程度の南西風で333Kの高相当温位気塊が流入する領域に発生している。」
◇解説
問1(3)では、与えられた衛星赤外画像(図3)に破線で囲まれた雲域A~Cについて、図1~図4(地上・500hPa・700hPa・850hPaの各解析図)を用いて特徴を答えます。各小問は「どこに・何が・なぜ」の観点で、上空の場と関連付けて雲域の特徴を記述するものです。
①雲域Aについて(設問1)。500hPa高度図を見ると、雲域A付近に正の渦度(渦度極大)を示す領域があります。具体的には、雲域Aの西縁付近に正渦度の極大点が位置しており、その+219×10^-6/sです。これは500hPa面で上昇流を促す正の渦度(サイクロン性の渦度)が極大となっている箇所で、ちょうど雲域Aの直ぐ西側に当たります。したがって、「雲域Aの西縁に正渦度極大点がある」と表現できます。この正渦度極大は上空トラフ軸付近に対応し、トラフ前面(雲域の東側)で上昇流が発生して雲域Aを形成していることを意味します。つまり雲域Aは、上空の強い渦度場(=気圧の谷)による上昇気流により形成された雲と解釈できます。「どこで(雲域Aの西縁)・なぜ(500hPaの正渦度極大=トラフによる上昇流)・何が(雲が発生している)」という形で、雲域Aと上空トラフの関係を把握します。
記述式解答のポイント:分布型
どこで・いつ: 雲域Aの西縁
なぜ:500hPaの正渦度極大=トラフによる上昇流
何が起きている: 雲が発生している
②雲域Bについて(設問2)。これは空間分布型の記述で、500hPaトラフとの位置関係と、雲の伸びる方向・位置を答えます。500hPa天気図(図2上段)でトラフと雲域Bの位置を比べると、雲域Bは500hPaトラフの東側に位置しています。つまり雲域Bも上空トラフの前面域に対応して発生した雲と考えられます。
記述式解答のポイント:分布型
どこで・いつ: 雲域Bはトラフの東側にある
また、雲域Bを構成する雲の筋(バンド)がどの方向に伸びているかを、地上天気図上の寒冷前線と関連付けてみます。地上天気図(図1)では九州北部から山陰沖に寒冷前線が伸びていますが、雲域Bもその寒冷前線の南東側に平行にのびていることがわかります。実際、衛星画像上の雲の帯は地上の前線とほぼ平行に配置することが多く、ここでも南西-北東方向に延びる寒冷前線に沿って雲域Bが南東側に形成されています。
記述式解答のポイント:分布型
どこで・いつ: 寒冷前線の南東側に
何が起きている: 平行にのびている
③雲域Bと雲域Cの発生環境について。これは分布型の記述で、図4の850hPa天気図を用いて、雲域のある領域の風向・風速と相当温位の分布を述べます。まず雲域Bのある領域に注目すると、850hPa面では南西風が吹き込んでおり風速は40~60ノットと非常に強いことが読み取れます。また相当温位に着目すると、327Kという高い相当温位の空気塊(暖湿な空気塊)がその領域に流入していることが分かります。つまり雲域Bは40~60ノットの強い南西風が吹く領域に発生しており、その場には相当温位327Kという暖かく湿った空気塊が流れ込んでいるのです。この「強い南西風」と「高相当温位空気」の組み合わせが雲のエネルギー源・水蒸気供給源となり、雲域Bの発生要因(なぜ)となっています。
同様に雲域Cについても850hPa図から読み解きます。雲域Cの位置でも風向は南西で、風速はおよそ20ノット前後と雲域Bより弱めです。相当温位場を見ると、333Kの高相当温位の空気塊が流入する箇所に雲域Cが位置しています。複数本の相当温位線がこの付近で密集していますが、一番高い値が333Kで、この暖湿空気が流れ込んでいる領域に雲が発生している状況です。以上をまとめ、雲域Cは「20ノット程度の南西風が吹き、333Kの高相当温位空気が流入する領域に発生している」と記述できます。「どこで(南西風が吹く暖湿空気域)・なぜ(暖湿流入により空気が不安定・湿潤になって雲が発生)・何が(雲域B/Cが発生)」の観点でまとめると、雲域B・Cはいずれも南西からの暖かく湿った強風流に伴って形成された雲域であることがわかります。こうした記述の表現は他の問題でも頻出であり、テンプレートとして覚えておくとよいでしょう。
記述式解答のポイント:分布型
どこで・いつ: 南西風が吹く暖湿空気域
なぜ:暖湿流入により空気が不安定・湿潤になって雲が発生
何が起きている: 雲域B/Cが発生
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