こんにちは！今回は気象予報士試験 第64回 一般知識 問3を解説します！
解答&解説
解答: ③
1. 記号の意味を整理
T … もともとの空気の温度（ふつうの温度計の値）
w … もともとの空気の「水蒸気の混合比」（乾燥空気 1kg 中に水蒸気が何 kg あるか）
T₁ … この空気の 湿球温度 → 濡れガーゼを巻いた温度計の温度。水が蒸発して温度が下がり、あるところで落ち着いた温度。
T₂ … この空気の 露点温度 → 空気を冷やしていったとき、ちょうど飽和して水滴が付き始める温度。
w₁ … 温度が T₁ の空気が飽和しているとき の混合比
w₂ … 温度が T₂ の空気が飽和しているとき の混合比
L … 水が蒸発・凝結するときの潜熱
Cₚ … 空気 1kg の温度を 1 K 変えるのに必要な熱量（定圧比熱）
2. 温度の大小関係
未飽和の空気では
気温（T） ≥ 湿球温度（T₁） ≥ 露点温度（T₂）
となります。
冷やしていくと
T → T₁ → T₂
の順に下がるイメージです。
そして 温度が高いほど飽和混合比は大きい ので
飽和混合比：
T が一番高い → w_s(T) が最大
T₁ → その次
T₂ が一番低い → w_s(T₂) が最小
よって
w_s(T₂) < w_s(T₁) < w_s(T)
となります。
3. (a)：w, w₁, w₂ の関係
露点の定義 がポイントです。
空気をそのまま（蒸発も凝結もさせず）冷やしていき、 T₂ まで冷やしたらちょうど飽和になる。 つまり 「T₂ で飽和している混合比」＝「もとの混合比」
記号で書くと
w（もともとの混合比）
＝ w₂（温度 T₂ で飽和したときの混合比）
です。
さらに、さっきのように
飽和混合比は「高温ほど大きい」ので
T₁ > T₂ だから
w₁（T₁ での飽和混合比） > w₂（T₂ での飽和混合比）
したがって
w = w₂ < w₁
これが (a) に入る式です。
選択肢だと 「w = w₂ < w₁」 の行になります。
4. (b)：エネルギー（熱）のつり合い
湿球温度計を考えます。
もとの空気：温度 T，混合比 w 濡れガーゼの水が蒸発 蒸発に必要な熱は，周りの空気から奪う その結果，空気は T から T₁ まで冷える 同時に，空気中の水蒸気は増えて w から w₁（T₁ での飽和混合比）まで増える
つまり，
増えた水蒸気の量 …（w₁ − w） それを蒸発させるのに必要な 潜熱 … L(w₁ − w)
この潜熱は，空気が冷やされるときに放出する 顕熱 から出てきます。
空気が T から T₁ まで冷えるときに失う顕熱 … Cₚ(T − T₁)
なので，エネルギー保存より
L(w₁ − w) = Cₚ(T − T₁)
となります。
これが (b) に入る式です。
5. 最終的な答え
(a): w = w₂ < w₁ (b): L(w₁ − w) = Cₚ(T − T₁)
したがって，選択肢は ③ が正解です。
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