【第57回 気象予報士試験 一般知識】問10 ダウンバーストの発生条件をわかりやすく解説

こんにちは！今回は第57回気象予報士試験 一般知識 問10を解説します！

この問題は、積乱雲に伴って発生するダウンバーストについて問う問題です。

ダウンバーストは、積乱雲から吹き下ろす強い下降気流が地表付近で広がる現象です。

受験生がつまずきやすいのは、「乾燥していると発生しにくい」と考えてしまう点です。

実際には、雲底下が乾燥しているほど雨滴の蒸発冷却が起こりやすく、下降流が強まりやすくなります。

この問題で重要なポイント

  • ダウンバーストは積乱雲に伴う強い下降気流
  • 主に成熟期以降の積乱雲で発生しやすい
  • 雨滴や氷粒の落下が周囲の空気を引きずり下ろす
  • 雨滴の蒸発や氷粒の融解は周囲の空気を冷却する
  • 冷えた空気は重くなり、下降流が強まる
  • 雲底下が乾燥していると蒸発冷却が強まりやすい
  • 乾燥＝発生しにくい、ではなく、むしろ下降流を強める要因になりうる

■ 問題文

ダウンバーストについて述べた次の文(a)〜(c)の正誤の組み合わせとして正しいものを、下記の①〜⑤の中から1つ選べ。

(a) ダウンバーストは成長期の積乱雲から発生することが多い。

(b) 積乱雲の中で形成された氷粒子は、落下する際に周囲の空気を引きずり下降流を発生させる。このとき、氷粒子が落下しながら融解すると周囲の空気を冷却して下降流を強める。

(c) 積乱雲の雲底下が乾燥していると、落下してきた雨粒が蒸発して空気を引きずり下ろす下向きの力が弱くなるため、ダウンバーストは発生しにくい。

選択肢 (a) (b) (c)
① 正 正 正
② 正 誤 誤
③ 誤 正 正
④ 誤 正 誤
⑤ 誤 誤 正

■ 解答

④

(a) 誤
(b) 正
(c) 誤

■ 解き方の方針

ダウンバーストは、次の流れで理解すると覚えやすいです。

積乱雲が発達
↓
雨滴・氷粒が落下
↓
周囲の空気を引きずり下ろす
↓
蒸発・融解で空気が冷える
↓
冷たい空気が重くなる
↓
強い下降流

つまり、ダウンバーストは単に「雨が落ちる」だけではなく、 降水粒子の落下＋蒸発冷却・融解冷却で強化されます。

■ (a) 成長期の積乱雲から発生することが多いか

(a)は誤りです。

積乱雲の成長期は、上昇流が卓越している段階です。

一方、ダウンバーストは強い下降流を伴う現象です。

そのため、主に降水が発達し、下降流が強まりやすい成熟期から衰弱期に発生しやすくなります。

ここが受験生のつまずきポイントです

積乱雲が成長する
↓
激しい現象が起きそう
↓
ダウンバーストも成長期？

違います

成長期は上昇流が中心です。 ダウンバーストは下降流が強まる成熟期以降に発生しやすい現象です。

したがって、(a)は誤りです。

■ (b) 氷粒子の落下や融解は下降流を強めるか

(b)は正しいです。

積乱雲の中で形成された氷粒子は、落下するときに周囲の空気を引きずり下ろします。

さらに、氷粒子が落下しながら融解すると、融解熱を周囲から奪います。

その結果、周囲の空気が冷却され、密度が大きくなります。

冷たく重い空気は下降しやすくなるため、下降流が強まります。

氷粒子が下降流を強める流れ

氷粒子が落下
↓
空気を引きずり下ろす
↓
融解で周囲の熱を奪う
↓
空気が冷える
↓
下降流が強まる

したがって、(b)は正しいです。

■ (c) 雲底下が乾燥していると発生しにくいか

(c)は誤りです。

雲底下が乾燥していると、落下してきた雨粒が蒸発しやすくなります。

雨粒が蒸発するときには、周囲の空気から熱を奪います。

そのため、空気が冷却されて重くなり、下降流が強くなります。

つまり、乾燥しているとダウンバーストが発生しにくいのではなく、むしろ蒸発冷却によって発生・強化されやすい場合があります。

ここは必ず押さえたいポイントです

雲底下が乾燥
↓
雨粒が蒸発しやすい
↓
周囲の空気を冷却
↓
空気が重くなる
↓
下降流が強まる

「乾燥＝雲が弱い＝ダウンバーストが起きにくい」と考えると間違えます。

したがって、(c)は誤りです。

■ 選択肢確認表

項目 判定 理由
(a) 誤 成長期は上昇流が主体で、ダウンバーストは成熟期以降に発生しやすい
(b) 正 氷粒子の落下と融解冷却により下降流が強まる
(c) 誤 乾燥した雲底下では蒸発冷却が強まり、下降流が強化されやすい

以上より、正しい組み合わせは④です。

■ 受験生がつまずくポイント

1. 積乱雲の成長期と成熟期を混同する

成長期は上昇流が中心です。

ダウンバーストは下降流が強まる成熟期以降に発生しやすくなります。

2. 氷粒子の融解が空気を暖めると思ってしまう

氷が融けるには周囲から熱を奪います。

そのため周囲の空気は冷却され、下降流が強まります。

3. 乾燥していると現象が弱まると考える

雲底下が乾燥していると、雨滴の蒸発が進みやすくなります。

蒸発冷却によって下降流が強化されます。

4. 雨粒の落下だけで考えてしまう

ダウンバーストは、降水粒子の落下による引きずり下ろしに加えて、蒸発冷却・融解冷却が重要です。

5. 「冷たい空気は下降しやすい」という基本を忘れる

空気が冷えると密度が大きくなり、下降しやすくなります。

ダウンバーストの理解では、この基本が非常に重要です。

■ まとめ

  • ダウンバーストは積乱雲に伴う強い下降気流
  • 成長期よりも成熟期以降に発生しやすい
  • 降水粒子の落下は周囲の空気を引きずり下ろす
  • 氷粒子の融解は周囲の空気を冷却する
  • 雲底下が乾燥していると蒸発冷却で下降流が強まりやすい
  • したがって、(a)誤、(b)正、(c)誤

正解は④

この問題で必ず押さえたいこと

ダウンバースト
↓
積乱雲の下降流

雨滴・氷粒の落下
↓
空気を引きずり下ろす

蒸発・融解
↓
周囲の空気を冷却

冷たい空気
↓
重い
↓
下降流が強まる

※ 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57回 一般知識 問10の解説でした！

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