観測記録から前線の通過を読み取る
春のある日、新潟県のある地点で、12時から20時まで1時間ごとに気象観測を行った。この日、日本付近を東へ進む低気圧にともなう前線が、この地点の近くを通過した。観測中、低気圧の中心はこの地点のすぐ北側を通った。下の表は、そのときの気温、気圧、風向、1時間あたりの降水量をまとめたものである。気圧は海面更正をした値で、風向は16方位で10分間の平均として求めた。
| 時刻 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 気温[℃] | 18.4 | 18.9 | 19.5 | 19.8 | 20.1 | 17.2 | 14.6 | 13.2 | 12.5 |
| 気圧[hPa] | 1004 | 1002 | 1000 | 997 | 994 | 996 | 1000 | 1004 | 1007 |
| 風向 | 南 | 南 | 南南西 | 南西 | 南西 | 西北西 | 北西 | 北西 | 北北西 |
| 降水量[mm] | 0 | 0 | 0 | 0 | 2.5 | 12.0 | 3.0 | 0.5 | 0 |
この地点では、前線の通過にともなって短時間に強い雨が降り、通過後は気温が大きく下がった。太郎さんは「雨が強く降ったのは、前線の南側の暖気が寒気の上にゆるやかにのぼったためだ」と説明したが、花子さんは「強く降ったことには、暖気がのぼる速さが関係しているのではないか」と疑問をもった。
1. この地点を前線が通過したのは、何時から何時の間と考えられるか。気温・気圧・風向・降水量の4つの観測結果を根拠に説明しなさい。
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通過したのは16時から17時の間と考えられる。
根拠：
- 気温：16時までは20 ℃前後まで上がっていたが、17時には17.2 ℃、18時には14.6 ℃と急に下がった。寒気に入れかわったためである。
- 気圧：16時の994 hPaを最低として、17時以降は上昇に転じた。前線付近の気圧の谷を通過したことを示す。
- 風向：南西から北西へと急に変わった。北西側の寒気の風に入れかわったためである。
- 降水量：16時に降り始め、17時には12.0 mmと急増し、18時には3.0 mm、19時には0.5 mmと短時間で弱まった。
これらは、気温が急に下がり、狭い範囲に強い雨を降らせる寒冷前線が通過したときの典型的な変化である。
2. 太郎さんの「暖気が寒気の上にゆるやかにのぼったため強い雨が降った」という説明は正しくない。どこが誤りか、正しい説明と比べて述べなさい。
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誤りの部分：「ゆるやかにのぼった」という点。ゆるやかにのぼるのは温暖前線の場合で、このときは広い範囲に弱い雨が長く降り、気温もゆっくり下がる。
正しい説明：寒冷前線では、寒気が暖気の下にもぐりこむように進み、暖気を急激に押し上げる。前線面の傾きが急なので、暖気が上昇する範囲はせまいが、上昇する速さが大きい。そのため水蒸気が急に冷やされて積乱雲が発達し、せまい範囲に短時間で強い雨が降る。
観測記録でも、降水量が17時の12.0 mmをピークに2〜3時間で急に減っており、雨の範囲がせまく短時間だったことが裏づけられる。
3. 20時以降、この地点の天気はどのようになると考えられるか。気温・気圧・風・降水のそれぞれに触れて説明しなさい。
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気温：寒気に覆われたままなので、低い気温が続く。通過前は20 ℃前後だったが、20時には12.5 ℃まで下がっており、その後も同程度か、夜間はさらに下がると考えられる。
気圧：高圧部に近づくので、気圧は上がり続ける。20時で1007 hPaとすでに上昇しており、天気は回復に向かう。
風：北西寄りの風が続く。通過直後は風がやや強いことが多い。
降水：20時には0 mmとなっており、雨はほぼやむ。ただし、上空に寒気が入ると大気が不安定になり、日中の気温上昇にともなってにわか雨や雷が起こることがある。