前線の通過に伴う気象要素の変化を読み取る
長崎県のある地点で、3時間ごとに気温、湿度、気圧、風向、天気を観測した。結果は次のとおりである。6時：気温23.8℃、湿度76%、気圧1005 hPa、風向南、晴れ。9時：25.2℃、79%、1002 hPa、南、晴れ。12時：26.9℃、84%、998 hPa、南西、曇り（遠くで雷鳴）。15時：20.1℃、96%、996 hPa、北西、激しい雨。18時：18.4℃、88%、1003 hPa、北、曇り。21時：17.0℃、82%、1007 hPa、北、晴れ。この地点の南西の海上には低気圧があり、東へ進んでいた。観測された変化は、ある前線がこの地点を通過したことによるものと考えられている。一般に、気温が高いほど空気中に含むことのできる水蒸気量（飽和水蒸気量）は大きい。20℃で約17.3 g/m³、18℃で約15.4 g/m³である。湿度は、実際に含まれる水蒸気量が飽和水蒸気量の何%にあたるかを表したものである。
1. この地点を前線が通過したのはいつか。また、前線の種類は何か。気温・気圧・風向・天気の変化を根拠に説明せよ。
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通過したのは12時と15時の間である。 根拠は次の3点。①気温が26.9℃から20.1℃へと短時間に大きく下がった。②気圧は12時まで下がり続け、15時以降は上がり始めた。これは気圧の谷、すなわち低気圧や前線が近づいて通過したことを示す。③風向が南西から北西に変わり、15時には激しい雨が降った。 暖かい空気が冷たい空気の下にすべり上がるように押し上げられ、積乱雲が発達すると、短時間に強い雨が降る。さらに通過後に気温が下がり、気圧が上がっていることから、寒冷前線であると判断できる。
2. 15時の湿度96%と18時の湿度88%を、飽和水蒸気量と実際の水蒸気量の値を使って比べ、湿度が下がった理由を説明せよ。
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湿度 = 実際の水蒸気量 ÷ 飽和水蒸気量 × 100 である。 15時：飽和水蒸気量は約17.3 g/m³、湿度96%なので、実際の水蒸気量は約17.3×0.96 ≒ 16.6 g/m³。 18時：飽和水蒸気量は約15.4 g/m³、湿度88%なので、実際の水蒸気量は約15.4×0.88 ≒ 13.6 g/m³。 気温が下がれば飽和水蒸気量は小さくなるが、それ以上に実際の水蒸気量が減ったため、湿度は下がった。理由は、雨として水蒸気が地表に落ちたことと、前線の後面から乾いた空気が入り込んだことである。
3. 21時に晴れた理由と、寒冷前線が通過した後の風向・気温について、一般にいえる特徴を述べよ。
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寒冷前線の後面では、冷たい空気が入り込んで下降気流が生じやすく、雲が発達しにくいため、天気は回復して晴れる。 風向は北寄り（北西〜北）になり、通過前に吹いていた南寄りの風と入れかわる。気温は通過前より低くなり、気圧は上がる。この地点でも21時は北の風、気温17.0℃、気圧1007 hPaで、通過前の状態とよく対応している。 ただし、上空に寒気が残っていると、日射で温められた地表付近の空気が不安定になり、にわか雨や雷が起こることがある。前線が通過して晴れても、しばらくは天気の急変に注意が必要である。