【第65回 気象予報士試験 実技1】問3を徹底解説｜フェーン現象・エマグラム・相対湿度計算

こんにちは！今回は第65回 気象予報士試験 実技1 問3を解説します！

今回の問3では、

  • フェーン現象のメカニズム
  • 山越え気流の鉛直運動
  • 乾燥断熱減率・湿潤断熱減率
  • エマグラムの読み取り
  • LCL（持ち上げ凝結高度）
  • 露点温度・相対湿度の計算

など、 山岳気象と熱力学の超頻出分野 が問われています。

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。」

記述式問題の考え方はこちらの記事も参考にしてください！
⇒ 【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

■ 問3(1) フェーン現象の鉛直流と気温分布

問題文

山脈の風上側と風下側について、

  • 鉛直流の特徴
  • 気温分布の違い

を記述する問題です。

模範解答

風下側は概ね下降流、風上側は概ね上昇流で、風下側は風上側より気温が高い。

記述式解答のポイント：メカニズム型・分布型

どこで：脊梁山脈の風上側と風下側で

なぜ：山越えに伴うフェーン現象が発生しているため

何が起きている：風上側では上昇流、風下側では下降流となり、風下側の気温が高くなっている

◇ 解説

フェーン現象は、 山越え気流による高温・乾燥現象 です。

風上側で何が起こる？

風が山脈にぶつかると、 地形によって強制的に持ち上げられます。

つまり、 風上側では上昇流 になります。

空気は上昇すると膨張するため、 断熱的に冷却します。

乾燥断熱減率と湿潤断熱減率

空気が未飽和なら、

約1℃/100m

で冷却します。

これが 乾燥断熱減率 です。

しかし、 雲ができて凝結が始まると、 水蒸気が潜熱を放出します。

そのため、 冷却率が小さくなります。

これが 湿潤断熱減率 です。

イメージで覚える！

乾燥空気は急激に冷えるが、 雲ができると潜熱で冷えにくくなる、 というイメージです。

なぜ風下側が高温になるのか？

山頂付近で降水が起こると、 空気中の水蒸気が失われます。

つまり、 山を越えた後の空気は乾燥しています。

その乾燥空気が下降すると、

約1℃/100m

で急激に昇温します。

結果として、 風下側では風上側より高温になります。

これがフェーン現象です。

つまずきポイント

「山を越えるから暖かくなる」のではなく、

降水で水蒸気を失った乾燥空気が下降昇温する

ことが本質です。

■ 問3(1)まとめ

  • 風上側では地形性上昇流
  • 風下側では下降流
  • 下降時は乾燥断熱減率で昇温
  • フェーン現象で高温・乾燥となる

■ 問3(2) エマグラムによる気温・露点・湿度解析

問題文

エマグラムを用いて、 山越え後の平地における

  • 気温
  • 露点温度
  • 相対湿度

を求める問題です。

模範解答

気温36（37）℃、露点温度21（20）℃、相対湿度40％

記述式解答のポイント：メカニズム型・構造型

どこで：山越え後の風下側平地で

なぜ：下降昇温によって気温が大きく上昇したため

何が起きている：高温・低湿度の空気となっている

◇ 解説

この問題は、 エマグラムをどの順番で読むか が非常に重要です。

解く順番を整理！

  • ① 地上気温 → 乾燥断熱線
  • ② 地上露点 → 等飽和混合比線
  • ③ 交点＝LCL
  • ④ 山頂までは湿潤断熱線
  • ⑤ 山越え後は乾燥断熱線

① 地上気温から乾燥断熱線

まず、 風上側地上の気温から、 乾燥断熱線に沿って上へたどります。

② 地上露点から等飽和混合比線

同時に、 露点温度から等飽和混合比線を上へたどります。

この2本が交わる点が、

LCL（持ち上げ凝結高度） です。

LCLとは？

空気塊が上昇して、 最初に飽和して雲ができ始める高度です。

③ 山頂までは湿潤断熱線

LCLより上では飽和しているため、 湿潤断熱線に沿って進みます。

エマグラム解析①

この図で確認するポイント

  • 乾燥断熱線のたどり方
  • 等飽和混合比線との交点
  • LCLの位置
  • 湿潤断熱線への切り替え

④ 山越え後は乾燥断熱線

山頂を越えた後は、 乾燥空気として下降するため、 乾燥断熱線に沿って1000hPaまで下ろします。

すると、 気温は 36〜37℃ となります。

エマグラム解析②

この図で確認するポイント

  • 山頂から下降する経路
  • 乾燥断熱線に沿うこと
  • 1000hPaでの気温読み取り

露点温度の読み取り

露点温度は、 山頂での混合比を保ったまま下降します。

つまり、 同じ等飽和混合比線を1000hPaまで下ろします。

すると、 露点温度は 20〜21℃ となります。

エマグラム解析③

この図で確認するポイント

  • 露点は同じ混合比線を使う
  • 気温と露点を別々に読む
  • 露点は気温ほど上がらない

相対湿度の計算

1000hPaで得られた

  • 気温：約36℃
  • 露点：約21℃

から混合比を読み取ります。

すると、

  • 実際の混合比：約16g/kg
  • 飽和混合比：約40g/kg

となります。

したがって、

16 ÷ 40 = 0.4

より、 相対湿度40% です。

受験生がつまずきやすいポイント

フェーンでは、

  • 水蒸気量そのものは激増しない
  • 気温だけ大きく上昇する

ため、 相対湿度が急低下します。

■ 問3(2)まとめ

  • LCLは乾燥断熱線と混合比線の交点
  • LCLより上は湿潤断熱線
  • 下降時は乾燥断熱線
  • 露点は同じ混合比線を使う
  • フェーンで高温・低湿度になる

■ 問3(3) フェーン現象時の気象特徴

問題文

フェーン現象に伴う風下側の気象特徴を答える問題です。

模範解答

高温・乾燥・強風（このうち2つ）

記述式解答のポイント：リスク型

どこで：山脈風下側で

なぜ：フェーン現象によって下降昇温が起こるため

何が起きている：高温・乾燥・強風となる

◇ 解説

フェーン現象では、 山を越えた空気が乾燥断熱的に昇温するため、

  • 高温
  • 乾燥
  • 強風

になりやすいです。

特に日本海側から太平洋側へ吹き下りるとき、 内陸で猛暑となる原因になります。

実務的にも重要！

フェーン現象は、

  • 猛暑
  • 乾燥
  • 火災危険度上昇

など、 防災上も重要な現象です。

■ 問3 全体まとめ

  • 風上側では上昇流、風下側では下降流
  • フェーン現象で風下側が高温化する
  • LCLは乾燥断熱線と混合比線の交点
  • 山頂以降は乾燥断熱線で下降する
  • 露点は同じ混合比線を使う
  • フェーン時は高温・乾燥・強風となる

※ 本記事では、一般財団法人 気象業務支援センターより利用許諾を受けて、気象予報士試験問題を掲載しています。
問題文の著作権は一般財団法人 気象業務支援センターに帰属します。

以上、第65回 気象予報士試験 実技1 問3の解説でした！

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