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気象学(一般)3章 大気の熱力学
  • Zomahon

  • 問題数 39 • 1/4/2024

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  • 1

    CAPEとは◯◯を表し、CAPE>0の時、●●である。

    対流有効位置エネルギー 潜在不安定

  • 2

    気体の状態方程式によると、気体密度ρ=0.5kg/m^3  絶対温度T=300Kの気体の圧力は、有効数字2桁で、◯◯となる。

    430 hPa

  • 3

    混合比とは、◯◯の質量に対する水蒸気の質量の比率を表し、例えば乾燥空気が1000gに対して、水蒸気の質量が2.50gの時、●● [g/kg] となる。

    乾燥空気 2.50

  • 4

    湿潤空気の仮温度は、その空気の温度よりも◯◯。例えば、T=320K 混合比w=20 [g/kg ]の空気の仮温度は、約●●Kとなる。

    必ず高い 324

  • 5

    圧力を一定に保ち、空気塊に熱を加えた場合の温度変化は、同量の熱を体積一定に保ちながら加えた場合の温度変化に比べて◯◯。

    小さい

  • 6

    湿数(T−Td)とは、あと何℃下げれば露点温度に達するか、つまり◯◯することを表す。湿数が大きい時、その空気は相対湿度が●●と言える。湿数が3℃以下になれば雲ができ、その領域を△△と呼ぶ。

    飽和 低い 湿域(湿潤域)

  • 7

    大気の鉛直方向の気温変化(低下)率が、乾燥断熱変化よりも大きい時、大気の状態は①である。また、湿潤断熱変化より小さい時は②である。そして、湿潤断熱変化と乾燥断熱変化の間にある時、③と呼ばれる。

    絶対不安定, 絶対安定, 条件付不安定

  • 8

    自由対流高度を超えて上昇し続けた湿潤空気は、大気の状態曲線と交わる。この点を◯◯高度と呼び、雲はこの高さよりも●●に広がるため、△△高度とも呼ばれる。

    ゼロ浮力 下 雲頂

  • 9

    SSI(ショワルター安定指数)は大気の安定度を表し、500hPaの気温から◯◯の空気を●●させた時の気温を引いて求める。 SSI>0であれば△△と言える。

    850hPa 500hPaまで断熱上昇 安定

  • 10

    上空1kmの温度が15℃で、地上0mの温度が27℃である。この間の気塊の持ち上げが乾燥断熱変化であれば、大気の状態はどれか。

    絶対不安定

  • 11

    相当温位が上層で低く、下層で高い時、気層全体が前線などで上昇した時、高度が上がるとともに上部と下部の温度差が◯◯なり不安定となるため、●●と呼ばれる。

    大きく 潜在不安定

  • 12

    CINとは◯◯を表し、CIN>CAPEの時は●●潜在不安定という状態である。逆にCIN<CAPEの時は△△潜在不安定という状態である。

    対流抑制 偽 真正

  • 13

    乾燥断熱変化では1km上昇するごとに約◯◯℃の温度が低下する。また、湿潤断熱変化では●●℃の温度が低下する。これは、湿潤断熱変化では空気中の水蒸気が△△し、潜熱を放出するためである。

    10 5 凝結

  • 14

    湿潤空気が乾燥断熱線に沿って上昇し飽和した後、湿潤断熱線に沿って上昇していくと、大気の状態曲線と交わる。この点を◯◯高度と呼び、これ以上の高さでは空気塊は●●となる。

    自由対流 不安定

  • 15

    乾燥空気の分子量を、酸素32、窒素28からから概算で求めよ。

    29

  • 16

    圧力を一定に保ち、空気塊に熱を加えてある温度にするために必要な熱量は、体積を一定に保ちながら同じ温度になるまで加えた場合の熱量と比べて◯◯。

    大きい

  • 17

    下層と比べて、上層の温位が高い時、大気の状態は◯◯である。一方、上層と比べて下層の相当温位が高い時は、●●である。

    安定 条件付不安定

  • 18

    比湿とは、◯◯の質量に対しての水蒸気の質量の比率を表し、例えば乾燥空気が1000gに対して、水蒸気の質量が30gの時、●● [g/kg] となる。

    湿潤空気 29

  • 19

    上空1kmの温度が27℃で、地上0mの温度が35℃である。この間の気塊の持ち上げが乾燥断熱変化であれば、大気の状態はどれか。

    絶対安定

  • 20

    相当温位とは、湿潤空気が含む◯◯を加えて考えた温位のことであり、ある空気塊を上空まで持ち上げ、全ての水蒸気を飽和させ、再び地表近くの1000hPaまで下降させた時の温度のことであり、湿潤空気であれば温位よりも●●高くなる。

    潜熱 必ず

  • 21

    湿潤空気塊を乾燥断熱線に沿って上昇させていき、湿潤空気の等飽和混合比線との交点となる高度を◯◯高度と呼び、これは●●高度に相当する。

    持ち上げ凝結 雲底

  • 22

    上空1kmの温度が27℃で、地上0mの温度が30℃である。この間の気塊の持ち上げが湿潤断熱変化であれば、大気の状態はどれか。

    絶対安定

  • 23

    上空1kmの温度が23℃で、地上0mの温度が30℃である。この間の気塊の持ち上げが湿潤断熱変化であれば、大気の状態はどれか。

    条件付不安定

  • 24

    潜熱の大きさは、それぞれ氷から水への融解が◯◯×10^6 J/kg、水から水蒸気への蒸発が●●×10^6 J/kgである。これらを足すと、氷から水蒸気への昇華は△△×10^6 J/kgだと分かる。

    0.334 2.50 2.83

  • 25

    陸と海では、◯◯の方が1K上昇させるのに必要なエネルギー量は大きい。これより発生するのが、海風や陸風であり、日中は●●から、△△に向けて風が吹く。夜間は△△は冷えやすいため、その逆向きに風が吹く。

    海 海 陸

  • 26

    湿球温位とは、湿潤空気を◯◯断熱変化で上昇させていき飽和に到達させた空気を、次に●●断熱変化で下降させていった時の温度のことを指す。つまり、気温と露点温度が等しくなる1000hPaにおける温度を表す。この時の相対湿度は100%のため、湿球温度は乾球温度▲▲。

    乾燥 湿潤 に等しい

  • 27

    混合気体の圧力は、各気体の圧力の和になるため、乾燥空気の圧力と水蒸気の圧力の和となる。(◯◯の法則) また、飽和水蒸気圧とは、●●に依存する物理量である。

    ダルトン 温度のみ

  • 28

    山麓で20℃の空気塊が、山の斜面を1000m上昇したところで飽和に達し、その後は雲を作りながら山頂まで1000m上昇し、斜面反対側で晴れたまま2000m下降した時の予想温度はいくらか。

    25℃

  • 29

    持ち上げ凝結高度を通る等飽和混合比線と、状態曲線との交点を◯◯高度と呼ぶ。 乾燥断熱線に沿って◯◯高度まで上昇すると、やがては飽和し、さらに湿潤断熱線に沿って上昇していく。 つまり、◯◯高度とは、上昇してきた空気塊が●●を開始する高度のことである。

    対流凝結 凝結

  • 30

    静水圧平衡の式によると、気圧差⊿Pは、空気密度ρの①と、②に比例する。例えば、ρ=1kg/m^3 g=10m/s^2 ②が−30[m]の時、気圧差は⊿P=③Paとなる。

    1乗, 高度差, +300

  • 31

    飽和水蒸気圧が50hPaである、ある気温において、大気圧が1000hPa、相対湿度が80%の時、比湿 [g/kg]はおよそいくらになるか。

    25

  • 32

    上空の空気が下降流で降りてきて、昇温して地表から離れた高度にできる安定した状態を①逆転層と呼ぶ。 また、暖気が寒気の上を滑昇したり、寒気が暖気の下にもぐり込むことで生じる層を、前線性逆転層または②逆転層と呼ぶ。

    沈降, 移流

  • 33

    熱力学第1法則によると、気体が得る熱量は ⊿Q=⊿U+⊿W(⊿U:内部エネルギーの変化 ⊿W:気体がする仕事)であり、またこの式は ⊿Q=◯◯+●● と表すこともできる。 ただし、Cv:定積比熱 Cp:定圧比熱 p:気圧 α:比容 である。

    Cv⊿T p⊿α

  • 34

    空気と定積比熱と定圧比熱は、それぞれ◯◯ [J/K・kg] と ●● [J/K・kg] である。またその差である気体定数は287 J/K・kgである。

    717 1004

  • 35

    気体の状態方程式によると、気体の圧力は、気体密度の◯◯と、絶対温度の●●に比例する。

    1乗 1乗

  • 36

    大気の気温減率が、湿潤断熱減率よりも小さい時、◯◯である。

    絶対安定

  • 37

    湿球温度とは温度計の球を濡れたガーゼなどで覆ったものの温度のことである。湿球温度、気温、露点温度を大きい順に並べた時に、①→②→③の順である。

    気温, 湿球温度, 露点

  • 38

    乾燥断熱変化であれば、◯◯と●●(◯◯≦●●)はともに保存量であり、大気の中で上昇や下降をしても変化することはない。しかし、湿潤断熱変化の場合は、△△は保存されるが、▲▲は保存されないため、上空彼方まで持ち上げ再び地表まで下降させると、▲▲は大きくなっている。

    温位 相当温位 相当温位 温位

  • 39

    乾燥空気の気体定数の値は、有効数字3桁で、◯◯◯ J/kg・K となる。これは、1kgの気体を1K上昇させるために必要な熱量の、定圧比熱と定積比熱の差分である。

    287