【第61回 気象予報士試験 一般知識】問8 南北熱輸送と大気・海洋の役割をわかりやすく解説
こんにちは！今回は第61回 気象予報士試験 一般知識 問8を解説します！
この問題は、年平均した大気と海洋による南北熱輸送について問う問題です。
一見すると図の読み取り問題ですが、実際には
- 熱輸送量が減ると加熱なのか冷却なのか
- 亜熱帯高圧帯の水蒸気はどこへ運ばれるのか
- 海洋はどのように熱を運ぶのか
を理解しているかが問われています。
この問題で重要なポイント
- 熱輸送量が極向きに減少する領域では熱が収束して加熱される
- 熱輸送量の値ではなく傾きを見る
- 亜熱帯高圧帯で蒸発した水蒸気は中緯度へも輸送される
- 温帯低気圧は大量の水蒸気を中緯度へ運ぶ
- 暖流と寒流の両方が結果として熱を高緯度へ輸送する
- 海洋全体では低緯度から高緯度へ熱を運んでいる
■ 問題文
図は年平均した大気と海洋による南北熱輸送の緯度分布を示したものである。 この図に示される、大気と海洋による南北熱輸送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) 北緯40°付近よりも高緯度の、大気と海洋による北向きの全熱輸送量が極に向かって減少している領域では、大気と海洋は全体として南北熱輸送により加熱されている。
(b) 亜熱帯高圧帯では蒸発量が降水量よりも多く、蒸発量と降水量の差のほとんどは、水蒸気としてハドレー循環により熱帯収束帯に向かって輸送されている。
(c) 海洋では、海流により高温の海水が低緯度から高緯度に、低温の海水が高緯度から低緯度に運ばれることにより、低緯度から高緯度に熱が輸送されている。
| 選択肢 | (a) | (b) | (c) |
|---|---|---|---|
| ① | 正 | 正 | 正 |
| ② | 正 | 正 | 誤 |
| ③ | 正 | 誤 | 正 |
| ④ | 誤 | 正 | 誤 |
| ⑤ | 誤 | 誤 | 正 |
■ 解答
③
(a) 正、(b) 誤、(c) 正
■ 解き方の方針
この問題は次の3段階で考えます。
(a)
熱輸送量の増減
↓
熱の収束・発散
(b)
亜熱帯高圧帯の水蒸気収支
↓
水蒸気の輸送先
(c)
海流による熱輸送
特に(a)は、グラフの値ではなく「増えているか減っているか」を見ることが重要です。
■ (a) 北緯40°以北で熱輸送量が減少する意味
(a)は正しいです。
ここで多くの受験生は、
熱輸送量が減る
↓
冷却？
と考えてしまいます。
しかし実際は逆です。
例えば、
- 北緯40°で熱輸送量が5
- 北緯50°で熱輸送量が4
だったとします。
40°から入る熱：5
↓
50°へ出る熱：4
↓
差の1がその場所に残る
↓
加熱される
つまり、
入る熱 ＞ 出る熱
なので、その緯度帯では熱が収束しています。
熱が収束するということは、その場所に熱がたまるということです。
したがって、
熱輸送量が極向きに減少
↓
熱が収束
↓
加熱
となります。
よって(a)は正です。
■ (b) 亜熱帯高圧帯の水蒸気はほとんどITCZへ向かうのか
(b)は誤りです。
亜熱帯高圧帯では下降気流が卓越するため、
蒸発量
＞
降水量
となります。
ここまでは問題文の通りです。
しかし問題文は、
蒸発した水蒸気のほとんど
↓
ハドレー循環
↓
ITCZ
としています。
これが誤りです。
確かに一部はハドレー循環によって赤道側へ戻ります。
しかし実際には、亜熱帯で蒸発した大量の水蒸気は偏西風帯や温帯低気圧によって中緯度側にも輸送されます。
日本の梅雨や秋雨の降水も、その多くが亜熱帯海洋から運ばれた水蒸気によって支えられています。
受験生が引っかかるポイント
「亜熱帯高圧帯 → ハドレー循環 → ITCZ」だけを考えると誤ります。
実際には、
ITCZ側
＋
中緯度側
の両方へ水蒸気が運ばれています。
したがって(b)は誤りです。
■ (c) 海洋による熱輸送
(c)は正しいです。
暖流は暖かい海水を低緯度から高緯度へ運びます。
これはイメージしやすいでしょう。
一方で寒流は、高緯度の冷たい海水を低緯度へ運びます。
これが少し分かりにくい部分です。
暖流
低緯度 → 高緯度
寒流
高緯度 → 低緯度
寒流は高緯度の冷たさを低緯度へ運んでいるとも考えられます。
結果として海洋全体では、
熱
低緯度 → 高緯度
へ輸送されています。
したがって(c)は正しいです。
■ 選択肢の確認表
| 選択肢 | 判定 | 理由 |
|---|---|---|
| ① | 誤 | (b)が誤り |
| ② | 誤 | (b)が誤り |
| ③ | 正 | (a)正、(b)誤、(c)正 |
| ④ | 誤 | (a)は正しい |
| ⑤ | 誤 | (a)は正しい |
■ 受験生がつまずくポイント
1. 熱輸送量が減ると冷却と考えてしまう
熱輸送量が減るということは、
入る熱 ＞ 出る熱
を意味します。
その結果、熱が収束して加熱されます。
2. グラフの値だけを見る
重要なのは値ではなく傾きです。
増加なら発散、減少なら収束です。
3. 水蒸気は全部ITCZへ戻ると思ってしまう
温帯低気圧による中緯度への輸送も非常に重要です。
4. 寒流の役割が分からない
寒流は高緯度の冷たい海水を低緯度へ運びます。
結果として海洋全体では熱を高緯度へ輸送しています。
■ まとめ
- (a) 熱輸送量が極向きに減少する領域では熱が収束し加熱される
- (b) 亜熱帯で蒸発した水蒸気はITCZだけでなく中緯度にも運ばれる
- (c) 海洋は暖流と寒流によって熱を高緯度へ輸送する
- 正しい組み合わせは正・誤・正
- 正解は③
正解は③
この問題で必ず押さえたいこと
熱輸送量が極向きに減少
↓
入る熱 ＞ 出る熱
↓
熱が収束
↓
加熱
亜熱帯高圧帯
↓
蒸発量 ＞ 降水量
↓
ITCZだけでなく
中緯度へも水蒸気輸送
暖流
低緯度 → 高緯度
寒流
高緯度 → 低緯度
↓
熱
低緯度 → 高緯度
※ 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61回 一般知識 問8の解説でした！
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皆で最高の独学環境を作っていきましょう！
