地球型惑星(地球・金星・火星・水星)は惑星の質量があまり大きくないため引力が弱く、水素・ヘリウムで構成された原子大気を保持することはできなかった。例えば、現在の地球大気は、その後地球内部から出てきた大気成分(二次大気)によって構成されている。

次元解析の問題。電磁気学を除いた場合、物理量は、質量[M]・長さ[L]・時間[T]の積で表現されている。これら3つの要素をいくつずつかけ合わせているかがその物理量の次元(ディメンジョン)となり、これは考える物理量の単位を見ることでわかる。
ここで、圧力の単位Pa=Nm^-2=kgms^-2･m^-2=kgm^-1s^-2(N=kgms^-2)となり、kgは質量、mは長さ、sは時間を示しているので、圧力の次元は［M¹L^-1T^-2］であることがわかる。

温位を横軸にとった場合、乾燥断熱線（等温位線）が直立する。また、温位が上に行くほど低くなる場合が絶対不安定である(一般気象学第2版P.71図)。また、乾燥断熱線と湿潤断熱線の間は乾燥空気に対しては安定であっても湿潤空気に対しては不安定である条件付不安定であることを考慮すれば、湿潤断熱線は乾燥断熱線と絶対安定の線の間に存在し、解答の図となる。

簡単なフェーンの問題。凝結が起こる1000mまでは乾燥断熱減率で温度が下がり、1000mでの温度は20-1*1000/100=10℃となる。ここから、山の頂上までは湿潤断熱減率で温度が下がるため山の頂上(3000m)では温度は10-0.5*2000/100=0℃となる。また、下るときは雲のある2600mまでは湿潤断熱減率で温度があがるため2600mで温度は0+0.5*(3000-2600)/100=2℃となる。以降地上に下るまでは乾燥断熱減率で昇温するので地上では温度は2+1*2600/100=28℃となる。

雲粒、雨粒を球であると仮定した場合、その質量は密度が同じなので半径の3乗に比例する。代表的な雨粒の半径は1mm=1000μmなので、雲粒の半径は雨粒の1/100=10^-2である。よって、雲粒の質量は雨粒の(10^-2)³＝10^-6となる。
つぎに、雲粒の落下速度(終端速度)を求める。雲粒が半径rの球であれば、その質量は、
　　m=(4/3)πr³ρ_w　　(1)
となる、重力と抵抗力の釣り合いの式は、
　　mg=6πrηv
となり、これに(1)を代入して計算すると、
　　V=(2/9)(ρ_wg/η)r²
となる。よって終端速度は雲粒の半径の2乗に比例し、雲粒の半径が2倍になればその落下速度は4倍となる。
雲粒の落下速度は、ηが与えられていなかったので難しかったと思われる。空気のηは約1.8×10^-5Nsm^-2であり、これをもちいて計算すると半径10μmの雲粒の落下速度は1.2cms^-1となる(一般気象学第2版P.88)。これがわからなくても、雲粒の落下が10cms^-1だと速すぎると判断できるかもしれない。

太陽放射のうち、紫外線領域はオゾンや酸素分子によって吸収され、オゾンの生成及び分解が起こっている。また、赤外線は、水蒸気や二酸化炭素によって吸収される。地球からの255K相当の黒体放射はほぼ赤外線領域にあるため、太陽放射の赤外域と同様に水蒸気や二酸化炭素によって吸収される。

コリオリパラメータをf、海上と陸上の摩擦係数をそれぞれb_s、b_g、気圧傾度をP_nとする。
また、海上と陸上の風速の大きさをそれぞれV_s、V_gとする。
コリオリ力と摩擦力を圧力傾度に平行な成分と垂直な成分にわけて、それぞれ釣り合いの式を書くと、
海上について、
　圧力傾度に平行：P_n=fV_scos30+b_sV_ssin30 → P_n=(V_s/2)((√3)f+b_s)
　圧力傾度に垂直：fV_ssin30=b_sV_scos30　　→ b_s=f/√3
陸上について、
　圧力傾度に平行：P_n=fV_gcos45+b_gV_gsin45 → P_n=(V_g/√2)(f+b_g)
　圧力傾度に垂直：fV_gsin45=b_gV_gcos45　　→ b_g=f
となる。この4つの連立方程式を頑張って解くと、
　V_s/V_g=(√6)/2が得られます。
もっと、簡単な解法がわかった方はご一報下さい。

湖の上では陸上よりも摩擦が小さい(問7が参考になるでしょう)ため、湖上のほうが風速はおおきくなります。よって、コリオリ力も大きくなりコリオリ力の働く方向、北半球の西風なら南向きに曲げられるので、風は北よりとなります(風向に注意)。陸地上に戻ると摩擦の大きさも元にもどり湖の風上側と同じ力がバランスするので風向も元に戻ります。

成層圏の突然昇温に関する問題。成層圏の突然昇温の原因が対流圏内のプラネタリー波の上方伝播であることを知っていれば容易に解答が得られる(一般気象学第2版P.262参照)。

地球大気は太陽放射(短波放射)に対してはほぼ透明(透過させる)であるが、地球からの赤外放射(長波放射)をよく吸収する。それを大気が再度地表に向けて長波放射をするため、大気がない場合よりも地表の温度は高くなる。これを大気の温室効果と呼んでいる。その温室効果をもたらす大気成分として二酸化炭素、水蒸気などがあげられる。
地表に達する放射量を見積もることにする。太陽放射をIs、大気放射をIa、地表の放射をIgとして放射平衡のしきを大気層と地表について立てる。ここで、左辺が入射量、右辺が放射量を示す。
　大気層：Ig＝2Ia(上下の方向)
　地表面：Is+Ia＝Ig
これから、Is＝Iaであることがわかり、地表への入射量はIs＋Ia＝2Isとなり、太陽からの放射の2倍となる。

(ア)予報業務を行うには、気象庁長官からの予報業務の許可を受ける必要がある。
(イ)正しい。
(ウ)予報業務の許可証を掲出する必要はない。
(エ)予報業務を廃止したときは30日以内に、その旨を気象庁長官に届け出なければならない。

１．例外を除いて、気象庁以外の者が警報を出してはならない。
２．気象予報士として活動しようとするものは、気象予報士試験の合格に加えて、気象庁長官の行なう登録を受けなければならない。
３．正しい。
４．政府機関及び地方公共団体以外の者が、気象の観測施設を設置した場合は気象庁長官に届け出なければならず(気象業務法第6条)、これは予報業務の許可とは別のものである。
５．予報業務の内容について気象庁長官への報告義務はない。

すべて正しい。

すべて正しい。

災害対策基本法55条の条文そのまま。

(a)アメダスでは湿度ではなく日照時間を観測している。
(c)気圧計の設置位置については高さの規定はない。
(d)日照時間の計算に地形による効果の補正はない。

いつもどおり高層気象観測に関する問題。
観測データは月ごとにも統計されているようです。

レーダー観測に関する問題。
(b)気象レーダー方程式中に含まれるLによって大気による減衰の影響を補正している。
(d)標準的な気温や水蒸気の鉛直分布では、上に行くほど大気の屈折率は小さくなるので、発射された電波は下方に曲がることになる。つまり、レーダー電波が上方に曲がるのは、大気の分布による下方に曲げる効果よりも、地球の曲率による効果のほうが大きいからである(平成9年度第2回問3の２の記述が参考になる)。

(b)気象庁の数値予報モデルで最も分解能の小さいRSMでも格子間隔は20kmで、これによって表現できる最小のスケールは100kmである。よって、明らかにこれよりも小さい個々の対流雲について予測することは不可能である。このように、モデルで表現できないサブグリッドスケールの現象の影響を数値予報に取り入れるためにパラメタリゼーションという手法を用いている。
(c)バタフライ効果の説明。

海上でも摩擦力は存在する。

高度1500mに対応するのは850hPaであり、その高さの温度や風向、相当温位分布は前線解析に用いられる。また、発散が比較的小さいのは大気中層にあたる500hPaである。よってこの高さでの、渦度の追跡はトラフやリッジの動向の把握に便利である。

傾圧不安定波の波長は総観規模の高低気圧のスケールを見てもわかるように数1,000キロメートルである。

雲底下の大気が乾いている方が蒸発も多く、蒸発熱によって空気の冷却が効率よく起こり、下降気流が強められることになる。

(a)海陸風に関する説明。海上と陸上の間に大きな気温差ができると当然圧力勾配も大きくなるので夏の方が海風は強くなる。正しい。
(b)正しい。
(c)ボラとは、山岳にせき止められた寒冷な空気が、峡谷部分で低地に吹き出す際に加速し強風となるものである。当然フェーンと同様に風下側で断熱昇温するが、もともとが寒冷であるためにあまり問題とならないだけである。誤り。
(d)フェーンに関する説明。凝結を伴うフェーンについてはよく知られているが、力学的に上空の温位の高い空気が下層の温位の低い空気を押しのけて風下側の斜面の下に到達し、乾燥した高温の気流となるような凝結を伴わないフェーンも存在する。正しい。

(a)ベナール型対流についての説明。逆に温度差があまり大きくない場合はクローズセルとなる。正しい。
(b)衛星画像で確認できるテーパリングクラウド関する説明。正しい。
(c)カルマン渦に関する説明。日本付近では、チェジュ(済州)島付近で見られることがある。正しい。
(d)閉塞期に入った低気圧での雲の分布に関する説明。正しい。

降水短時間予報では、地形に伴う降水域の発達の効果は加味されているが、数値予報による効果は加味されていない。

ガイダンスでは、最高気温については日中(09I〜18I)について、最低気温については朝(00I〜09I)の間についてアメダス地点に対してカルマンフィルター方式で予想している。

予報の的中率は(75+15)/(75+6+4+15)×100=90％
発生率の少ない現象は、的中率が高くなりやすいので、予報精度を評価する際には「予報・現象ともになし」の場合を除いたもので評価することがある。これをスレットスコアという。この場合の降水ありのスレットスコアは、15/(6+4+15)=0.60となる。

(a)注意報や警報の基準は、当然その地域の特性に基づいて決められるべきものである。正しい。
(b)問題文のとおり。正しい。
(c)高潮に関する注意・警戒が必要である場合は波浪注意報・警報に含めずに、高潮注意報・警報が発表される。誤り。
(d)気象情報における台風の強さ及び大きさは、中心付近の最大風速と強風域(15ms-1以上)の半径で決められており、降水の強さは考慮されていない。こまた台風と弱い熱帯低気圧の違いも風速だけであることにも注意が必要。正しい。

(a)台風が西側を通るときの方が危険度が高くなる。誤り。
(b)昨年の東京や福岡での事例が顕著。正しい。
(c)霧の成因が異なれば当然継続時間も異なる。この場合では移流霧の方が継続時間は長くなる。誤り。
(d)雨が止んだ後でも、地面に染み込んだ水などが後になって洪水や山崩れをなどを引き起こすことも考えられるので注意が必要。誤り。