大気と気象（知識）の問題
雨が降るしくみには、「暖かい雨」と「冷たい雨」の 2 つがある。これらのしくみについて述べた文として正しいものを、次のア〜エから 1 つ選べ。
- ア 暖かい雨は、雲の中で氷晶が成長して落下し、途中でとけて雨粒になったものである
- イ 冷たい雨では、過冷却の水滴と氷晶が共存する雲の中で、氷に対する飽和水蒸気圧が水に対する飽和水蒸気圧より大きいため、氷晶が成長する
- ウ 暖かい雨は、全体が より低い雲の中で、大きな水滴が小さな水滴と衝突・併合して成長し、落下したものである
- エ 冷たい雨では、過冷却の水滴と氷晶が共存する雲の中で、水滴が蒸発し、その水蒸気が氷晶の表面で氷になることで、氷晶が成長する
この問題で使うもの
- 降水のしくみ（説明と入口の問題）
この問題を解けるようになるまで（11 技能）
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ヒント
行き詰まったら、上から順に 1 つずつ開いてください。
ヒント 1
技能「降水のしくみ」を使う。暖かい雨と冷たい雨で、雲の温度と、雨粒（氷晶）が何によって成長するかを区別する。
ヒント 2
暖かい雨は より高い雲で水滴どうしが併合して成長する。冷たい雨は過冷却の水滴と氷晶が共存し、同じ温度では氷に対する飽和水蒸気圧のほうが水に対する飽和水蒸気圧より小さいことが鍵になる。
ヒント 3
アとウは暖かい雨のしくみとして、氷晶や雲の温度の点で合わない。残るイとエのうち、飽和水蒸気圧の大小を正しく書いているかどうかで判断する。
答えと解説
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エ
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解説を読む
使う知識: 降水のしくみ。
- 暖かい雨: より高い温度の雲（氷を含まない雲）で、大きな水滴が落下しながら小さな水滴と衝突・併合して成長し、雨粒になる。熱帯などで見られる。
- 冷たい雨: より低い雲の中で、過冷却の水滴と氷晶が共存する。同じ温度では、氷に対する飽和水蒸気圧は水に対する飽和水蒸気圧より小さい。そのため、水滴に対しては飽和していない空気でも氷晶に対しては過飽和となり、水滴は蒸発し、その水蒸気が氷晶につく。こうして氷晶が成長して雪となって落下し、途中でとければ雨になる。日本など中・高緯度の雨の多くはこのしくみによる。
各選択肢
- ア: 誤り。氷晶が成長して落下し、とけて雨になるのは冷たい雨のしくみである。暖かい雨は氷晶を経ず、水滴どうしの併合で成長する。
- イ: 誤り。氷に対する飽和水蒸気圧は水に対する飽和水蒸気圧より「小さい」。だから氷晶のほうへ水蒸気が集まり、氷晶が成長する。
- ウ: 誤り。暖かい雨ができるのは、 より高い温度の雲である。衝突・併合で成長するという部分は正しい。
- エ: 正しい。冷たい雨のしくみを正しく述べている。
よって答えはエである。
別解
ア: 氷晶が成長して落下し、とけて雨になるのは冷たい雨であり、暖かい雨ではないので誤り。イ: 同じ温度では氷に対する飽和水蒸気圧は水に対する飽和水蒸気圧より小さいので、大きいとある点が誤り。ウ: 暖かい雨は 0 ℃ より高い（氷晶を含まない）雲の中で、水滴どうしが衝突・併合して成長するものなので、0 ℃ より低い雲とある点が誤り。エ: 冷たい雨では、過冷却の水滴と氷晶が共存する雲の中で、氷に対する飽和水蒸気圧が小さいため、水滴から蒸発した水蒸気が氷晶に昇華して氷晶が成長するので正しい。したがって正解はエ。