地学分野の用語と知識の問題
秋のある晴れた風の弱い夜に、ある地点で地表付近の気温と露点を 3 時間ごとに観測した。結果は次の表のとおりである。18 時から 3 時までは霧は見られなかったが、6 時には地表付近に霧が発生していた。
| 時刻 | 18 時 | 21 時 | 0 時 | 3 時 | 6 時 |
|---|---|---|---|---|---|
| 気温〔℃〕 | 16 | 13 | 11 | 9 | 8 |
| 露点〔℃〕 | 8 | 8 | 8 | 8 | 8 |
この観測の結果から考えられる、6 時に霧が発生した理由として最も適当なものを、次のア〜エから 1 つ選べ。
- ア 空気中にふくまれる水蒸気の量が増えて露点が上がり、露点が気温に達したから。
- イ 空気中にふくまれる水蒸気の量はほとんど変わらないまま気温が下がり、気温が露点に達して、水蒸気の一部が水滴になったから。
- ウ 気温が下がって飽和水蒸気量が大きくなり、空気中にふくまれる水蒸気の量が飽和水蒸気量をこえたから。
- エ 空気中にふくまれる水蒸気の量はほとんど変わらないまま気温が下がり、湿度が低くなって、水蒸気の一部が水滴になったから。
この問題で使うもの
- 露点・雲と霧のでき方(説明と入口の問題)
この問題を解けるようになるまで(2 技能)
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ヒント
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ヒント 1
露点が何によって決まる温度か、また飽和水蒸気量と気温の関係を思い出そう。
ヒント 2
露点が変わらないということは、空気中の水蒸気の量がどうなっているということか考えよう。また、6 時の気温と露点を比べてみよう。
ヒント 3
露点が一定なので、水蒸気の量が増えたとするアは除ける。残りの選択肢について、気温が下がると飽和水蒸気量と湿度がそれぞれどうなるかを確かめよう。
答えと解説
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イ
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解説を読む
露点は、空気中にふくまれる水蒸気が冷やされて水滴に変わり始めるときの温度で、空気中にふくまれる水蒸気の量によって決まる。表では露点が一晩中 のまま変わっていないので、空気中にふくまれる水蒸気の量はほとんど変わっていないことがわかる。
一方、晴れた風の弱い夜には地面の熱が逃げやすく、気温はしだいに下がる。表でも気温は から下がり続け、6 時には露点と同じ になっている。気温が露点まで下がると空気は飽和し、それ以上ふくみきれない水蒸気が小さな水滴になって地表付近に浮かぶ。これが霧である。よって正解はイである。
- ア:露点は一晩中 で変わっていないので、水蒸気の量が増えて露点が上がったのではない。露点に達したのは気温が下がったためである。
- ウ:飽和水蒸気量は気温が低いほど小さくなる。「気温が下がって飽和水蒸気量が大きくなり」の部分が誤り。
- エ:水蒸気の量が変わらないまま気温が下がると、飽和水蒸気量が小さくなるので湿度は高くなる。「湿度が低くなって」の部分が誤り。水滴ができるのは湿度が に達したときである。
別解
露点は、空気にふくまれる水蒸気の量がちょうど飽和水蒸気量になるときの温度である。表では露点は 18 時から 6 時まで 8℃ のまま変わらないので、空気中にふくまれる水蒸気の量はほとんど変わっていない。一方、気温は 16℃ から 8℃ まで下がり、6 時に気温が露点 8℃ に達している。気温が露点以下になると、水蒸気の一部が水滴になって霧が発生する。
各選択肢の検討:
- ア: 露点は 8℃ で変わっていないので、水蒸気の量は増えていない。誤り。
- イ: 水蒸気の量はほぼ一定のまま気温が下がり、気温が露点に達して水蒸気の一部が水滴になった。観測結果と一致する。正しい。
- ウ: 気温が下がると飽和水蒸気量は小さくなる(大きくならない)。誤り。
- エ: 気温が下がると湿度は高くなる(低くならない)。誤り。
確かめ: 6 時の気温 8℃ = 露点 8℃ なので湿度は 100% になっており、霧の発生と合う。18 時は気温 16℃ > 露点 8℃ で飽和していないので霧は出ない。答えはイ。