こんにちは！今回は気象予報士試験 第59回 一般知識 問2を解説します！
解答&解説
解答：③
- (a) 誤：湿球温度計で定義される T1 と T2 は、それぞれ「飽和混合比が W1、W2 となる空気塊の温度」を意味します。しかし T1 は仮温度ではありません。仮温度とは湿潤空気と同密度・同圧力の乾燥空気が持つ仮想的な温度のことであり、本設問の文脈とは異なります。したがって「T1 は仮温度」という記述は誤りです。
- (b) 正：エマグラム上で考えると、同じ気圧で混合比が大きい空気塊ほど気温が高くなります。問題設定では W2>W1（湿球通過後の方が水蒸気量が多い）なので、対応する温度は T2>T1 となります。したがって「T1<T2」は正しいです。
- (c) 正：下降流による断熱変化と蒸発潜熱の収支を考えると、飽和混合比の差 ΔW=W2−W1 による温度低下は、潜熱 L と定圧比熱 Cp を用いて LΔW=Cp(T0−T2) という関係で表されます。これは湿球温度の原理を示す式であり、設問(c)はこの関係を述べており正しいです
～もっと詳しく～
LΔW=Cp(T0−T2)
は、湿球温度の原理を表す大事なエネルギー収支の式です。ざっくりいうと、「水が蒸発することで空気を冷やす」仕組みを、熱のやりとり（エネルギー保存）の式で表したものです。
| 記号 | 意味 | 単位 |
|---|---|---|
| ( L ) | 水が蒸発する時に必要な「潜熱」 | J/kg（気化熱） |
| ( ΔW ) | 空気が吸収した水蒸気の量（混合比の増加量） | kg/kg（＝無次元） |
| ( Cp ) | 空気の比熱（1kgの空気を1℃上げるのに必要な熱） | J/(kg·K) |
| ( T0 ) | 乾球温度（ふつうの気温） | ℃または K |
| ( T2 ) | 湿球温度（ぬれた温度計の温度） | ℃または K |
この式は、「蒸発に必要な熱（左辺） = 空気が冷えることで放出した熱（右辺）」という熱のやりとりを表しています。
- ( L ,ΔW )：
水蒸気にするには、1kgの空気中に水を蒸発させるのにこれだけの熱が必要。 - ( Cp , (T0 – T2) )：
空気が (T0) → (T2) に冷えることで失われた熱量。
つまり「空気が冷えることで得た熱」が「水の蒸発に使われる」という関係です！
なぜ湿球温度が低くなるのか？
乾いた空気にぬれた温度計をさらすと…
- 水が蒸発しようとする
- 蒸発には熱が必要 → 空気から奪う！
- 空気が冷える（→湿球温度が下がる）
- 乾燥しているほど水がたくさん蒸発 → もっと冷える
この冷却量を上の式で計算できます。
つまり：
「どれだけ水が蒸発したか（(ΔW)）」と
「どれだけ空気が冷えたか（(T0 – T2)）」は
エネルギーのバランスで結ばれている
この式で何がわかるの？
- 乾球温度と湿球温度の差が大きい＝空気が乾燥してる（多く冷える）
- 差が小さい＝空気は湿ってる（ほぼ飽和）
- 湿球温度と乾球温度が一致 → 空気は飽和している（相対湿度100%）
以上です！独自解説とAIを組み合わせ解答・解説を作成しています。訂正・ご意見あればコメントやご連絡いただけると幸いです。皆で最高の独学環境を作り上げていきましょう！
【過去問解説】第59回 一般知識 問2
