【第63回 気象予報士試験 一般知識】問2 比湿の計算問題をわかりやすく解説
第63回気象予報士試験 一般知識 問2の解説です。今回は「比湿」の計算問題を扱います。
気象予報士試験では、
- 比湿
- 混合比
- 相対湿度
- 露点温度
が頻出ですが、これらを混同してしまう受験生が非常に多いです。
この問題では、
- 比湿の定義
- 相対湿度から水蒸気圧を求める方法
- 露点温度から実際の水蒸気圧を求める考え方
を理解しているかがポイントになります。
■ 問題文
大気中の湿潤空気塊A〜Cについて、比湿の大小関係を比較する問題。
A：乾燥空気990gに対して水蒸気10gを含む。
B：気温14℃、相対湿度75%、気圧700hPa。
C：気温20℃、露点16℃、気圧900hPa。
これらの比湿の大小関係として適切なものを選ぶ。
■ 解答
①（A ＜ B ＜ C）
■ 解き方の方針
まず、比湿の定義を整理しましょう。
比湿 = 水蒸気の質量 ÷ 空気全体の質量
ここで重要なのは、
「空気全体」で割る
という点です。
乾燥空気だけで割ると「混合比」になるので注意しましょう。
■ (a) 空気塊Aの比湿
Aでは、
- 乾燥空気：990g
- 水蒸気：10g
が与えられています。
したがって、
比湿 = 10 ÷ (990 + 10)
となります。
計算すると、
sA ≒ 0.010
です。
ここがポイント！
比湿は、
- 水蒸気 ÷ 空気全体
ですが、
- 混合比 = 水蒸気 ÷ 乾燥空気
です。
この違いは超頻出なので必ず整理しておきましょう。
■ (b) 空気塊Bの比湿
Bでは、
- 気温14℃
- 相対湿度75%
- 気圧700hPa
が与えられています。
14℃の飽和水蒸気圧は約16hPaです。
相対湿度75%なので、
e ≒ 16 × 0.75 = 12hPa
となります。
比湿は近似的に、
s ≒ 0.622 × e / p
で求められます。
したがって、
0.622 × 12 / 700 ≒ 0.0107
となります。
受験生がつまずきやすいポイント
相対湿度は、
「水蒸気圧の割合」
です。
水蒸気量そのものではありません。
ここを混同すると、湿度問題が一気に難しく感じます。
■ (c) 空気塊Cの比湿
Cでは、
- 気温20℃
- 露点16℃
- 気圧900hPa
が与えられています。
露点温度16℃ということは、
実際の水蒸気圧 = 16℃の飽和水蒸気圧
という意味です。
16℃の飽和水蒸気圧は約18hPaなので、
e ≒ 18hPa
となります。
よって、
s ≒ 0.622 × 18 / 900 ≒ 0.0124
です。
超重要つまずきポイント！
露点温度が出てきたら、
「その温度の飽和水蒸気圧 = 実際の水蒸気圧」
と考えます。
ここを理解できていないと、露点問題が非常に苦手になります。
■ まとめ
- A ≒ 0.010
- B ≒ 0.0107
- C ≒ 0.0124
したがって、
A ＜ B ＜ C
となるため、正解は①です。
※ 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63回 一般知識 問2の解説でした！
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