【過去問解説】第57回　実技1　問1

こんにちは！今回は気象予報士試験　第57回　実技1　問1を解説します！

記述式問題は以下の項目でカテゴリー分けします。

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。」

こちらの記事を参考⇒【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

気象予報士試験模範解答と解説 57回令和3年度第2回

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(1)解説

◇模範解答
① 992 hPa ② 20ノット ③ 海上強風警報 ④ 0.3海里 ⑤ 積雲 ⑥ 曇り ⑦ 166×10^−6/s ⑧ 15℃ ⑨ 18℃ ⑩ 低 ⑪ 閉塞点

◇解説
令和XX年6月14日21時（日本時間）時点の地上天気図（図1）を対象に、九州の西南西海上付近に注目します。その付近に低気圧が存在し、気圧配置や天気現象について問われているためです。図1によれば、九州の西南海上に中心気圧992 hPaの低気圧が位置し、東北東方向に20ノットでゆっくり進行しています。この低気圧には海上予報区の警報「海上強風警報」が発表されており、周辺の海域では視程が概ね0.3海里以下の濃霧が発生しています。また鹿児島付近の実況では、下層雲として積雲が観測され、21時の天気は曇りとなっています。上空500 hPaの高度場では低気圧の西側直近に正渦度の極大（約166×10^−6/s）が確認でき、850 hPa高層天気図では温暖前線に対応する温度場として概ね15℃と18℃の等温線の間に温暖前線が存在しています。気象衛星の赤外画像では低気圧北側に雲頂高度の高い（輝度温度の低い）積乱雲群が発達し、低気圧の進行方向前面（東側）には雲域が膨らんだバルジ状の雲が見られます。そのバルジ状雲域の南端付近（低気圧中心のやや西側）には、地上低気圧に伴う前線の閉塞点が存在していると解析されます。以上のように、地上天気図と関連資料から低気圧の位置・動向と各種現象を把握し、設問(1)の空欄を埋めることができます。

(2)解説

◇模範解答

◇解説
図4の300 hPa高層天気図（高度場・風実況図）において、日本付近から東シナ海にかけての上空風の分布に着目します。なぜ: ジェット気流に伴う強風軸（Jet streakの軸線）を3本解析する問題であり、そのうち最も北側の軸は既に図示されているため、残る2本を描き込む必要があるからです。高層天気図上では、等高度線が南北に蛇行しながら東西に走り、その周辺で風速分布に強弱の帯状構造が見られます。まず強風域とは等風速線（アイソタック）が高い値で閉じ合わさるか密集する領域を指し、今回の図では黒実線で示された80ノット以上の等風速線に囲まれる部分がそれに該当します。北側のジェット軸は既に描かれており、ほぼ等高度線に沿って西から東へ伸びています。従って残る中間と南側の軸も、極端に等高度線を跨がず、等高度線に概ね並行するような滑らかな曲線で描くのが適切です。具体的には、強風域（80ノット以上）の中心を通るように軸を引きます。風速が相対的に低い弱風域（例: 40ノット付近）には軸は入り込まないため、強風域から強風域へと途切れず連続するよう線を繋ぎます。また地上低気圧は閉塞しているため閉塞点を橋軸が通ることも利用すると良いでしょう。描画のポイントとして、等高度線が南に凸（気圧の谷）となっている部分では、傾度風関係から風速が減少しやすいため軸はその内側には描かれませんが、再び等高度線に沿って風速が増大する地点で軸が続きます。以上を踏まえ、図示した青線（前述の模範解答図参照）のように、中間の強風軸は約9480 m高度線付近を、南側の軸は約9600 m高度線付近をそれぞれ通る形で記入します。これにより、設問(2)の強風軸解析は完成です。

(3)解説

◇模範解答
① 北緯28°、東経125°
② 北緯29°
③ 前線面高度：920hPa
理由（気温）：明瞭な気温逆転層が存在し、前線面はその逆転層の上端に位置するため。
理由（風向）：高度が上がるにつれ風向が時計回り（南東→南西）に大きく変化しており、その風向変化が特に大きい高度であるため。
④ 観測地点：名瀬
理由：850hPa面の温暖前線が名瀬と鹿児島の中間に位置し、エマグラム上の前線面高度が850hPaより低いため、観測地点は前線の南側にある名瀬と判断できる。

◇解説
この問(3)では、図1（地上天気図）および図3（高層解析図）から低気圧と前線の12時間前の位置・構造を推定し、与えられたエマグラム（状態曲線と鉛直風分布、図5）を用いて前線面の高度と観測地点を考察します。

①は九州南西海上の低気圧の12時間前（14日9時）の位置を問うものです。問題文より「前線および各気象要素は過去12時間、低気圧と同じ方向・速さで移動した」とあるため、21時の地上天気図で示された低気圧を12時間分だけ進行方向と逆向きに戻すことで9時時点の位置を推定します。低気圧は東北東に20ノットで進行中なので、12時間で240海里逆戻りした地点が求める位置です。地図上で240海里は約4度経度に相当し、図1ではちょうど経度120°と130°の中間付近まで戻った地点に当たります。したがって北緯28°、東経125°付近が14日9時における低気圧中心位置となります。このように移動距離を比例計算する方法で緯度経度を割り出します。

②は14日9時の850hPa面温暖前線の位置（東経130°における緯度）を問うています。これも12時間前に前線がどこまで移動していたかを推定する時間変化の問題です。図3（下部）の850hPa気温・風解析図によると、14日21時時点での温暖前線は15℃と18℃の等温線の中間付近、東経130°近辺ではおよそ北緯31°付近に描かれています。12時間前には低気圧・前線が南西方向へ移動していたため、東経130°での交点もそれより南に下がります。図3で前線を12時間前に平行移動させたと仮定すると、東経130°線と交わる緯度は北緯29°程度と読み取れます（作図や読み取りによっては北緯30°前後と判断される場合もありえますが、おおむね29°が適切です）。要するに、21時の温暖前線位置を基に同じ方向・速さで南西へ12時間分シフトさせ、経線130°との交点を求めています。

③はエマグラム（状態曲線）から温暖前線面の高度（気圧）を推定し、さらに気温と風向の垂直変化という観点から理由を述べる記述問題です（メカニズム型）。エマグラム上で前線面に相当するのは気温逆転層の上端にあたる高さです。与えられた状態曲線を見ると、約920hPa付近にかけて気温が高度とともに上昇する鋭い逆転層が存在しており、そこから上は気温の層構造が変化しています。この約920hPaの高さが温暖前線面（暖気と寒気の境界面）の気圧高度と読み取れます。また前線面付近では南から暖気が流入するため、風向が高度とともに時計回り（南東風から南西風へ）に変化する「暖気移流の鉛直シア」が生じます。エマグラムの風配列を確認すると、まさに920hPa付近を境に風向が大きく南東から南西へと変化しており、その変化幅が最大となる高さが920hPa付近です。この2点（明瞭な逆転層の存在と風向の時計回り変化）より、前線面高度は920hPaと判断できます。記述理由としては、気温については「明確な気温逆転層があり前線面はその上端に位置するため」、風向については「高度が上がるにつれ風向が時計回りに大きく変化し、その変化が特に大きい高度であるため」とまとめられます。

記述式解答のポイント:メカニズム型
どこで・いつ: 920hPa
なぜ: 明確な気温逆転層があるため/高度が上がるにつれ風向が時計回りに大きく変化し、その変化が特に大きい高度であるため
何が起きている: 前線面が位置する

④はエマグラムが示す観測地点が名瀬か鹿児島かを問う問題です。ポイントは、その時刻に850hPa面の温暖前線より南側に位置していたのがどちらの地点かを突き止めることです。前問②で14日9時の850hPa温暖前線は東経130°上の北緯29°付近と求めました。この位置関係から考えると、名瀬（鹿児島南方の奄美大島）が温暖前線にほぼ覆われるか直後の位置、鹿児島は前線の北側（寒気側）にあると推測されます。またエマグラム解析で求めた前線面高度は920hPaで、850hPaより低い高度に前線が存在しました。もし鹿児島（より高緯度＝前線北側）が観測点であれば、前線面はもっと高い高度（850hPa付近かそれ以上）に現れるはずです。実際には前線面が850hPaより下に見えていることから、その観測点は前線の南側すなわち名瀬であると判断できます。従って答えは名瀬となり、理由は「850hPaの温暖前線は名瀬と鹿児島の中間に位置し、状態曲線上の前線面高度が850hPaより低いため名瀬とわかる」という内容になります。以上、エマグラムと天気図を突き合わせることで観測地点の特定まで行いました。