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気団と前線

寒冷前線・温暖前線・停滞前線・閉そく前線のでき方と、前線付近の雲（積乱雲・乱層雲）、雨の降り方、通過前後の気温・風向の変化を答えられ、説明からどの前線かを判定できる

前提

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  1. 気象の観測と大気の圧力 （中学理科 地学分野の用語と知識）
  2. 露点・雲と霧のでき方 （中学理科 地学分野の用語と知識）

説明

天気が急に変わるとき、その多くは「前線」が近づいたり通り過ぎたりすることで起こります。この技能では、寒冷前線・温暖前線・停滞前線・閉そく前線がどのようにできるかを理解し、前線付近にできる雲（積乱雲・乱層雲）、雨の降り方、前線が通過する前後の気温や風向の変化を答えられるようになります。観測記録や天気の説明から、どの前線が通過したのかを判定できるようになります。

なぜそうしてよいのか

広い範囲にわたって、気温や湿度がほぼ同じ空気のかたまりを気団といいます。暖かい気団と冷たい気団が接すると、密度の違いからすぐには混じり合わず、境の面ができます。この面を前線面、前線面が地表と交わる線を前線といいます。冷たい空気は重く（密度が大きく）、暖かい空気は軽いので、冷たい空気は下にもぐりこみ、暖かい空気はその上にはい上がります。上昇した暖かい空気は膨張して温度が下がり、露点に達すると雲ができます。だから前線付近では雲ができ、雨が降りやすいのです。

冷たい空気が暖かい空気の下にもぐりこみ、暖かい空気を急に押し上げながら進むのが寒冷前線です。暖かい空気が急激に上昇するので、垂直に発達した積乱雲ができ、せまい範囲に短時間の強い雨（にわか雨）が降り、雷や突風をともなうこともあります。通過後は冷たい空気におおわれるので気温が急に下がり、風向は南寄りから北寄り（北西など）に変わります。一方、暖かい空気が冷たい空気の上にゆるやかにはい上がりながら進むのが温暖前線です。ゆるやかな上昇なので横に広がる乱層雲などができ、広い範囲に長時間おだやかな雨が降ります。通過後は暖かい空気におおわれるので気温が上がり、風向は南寄りに変わります。

冷たい気団と暖かい気団の勢力がほぼ同じでほとんど動かない前線が停滞前線で、雨やくもりの日が長く続きます。初夏の梅雨前線や秋の秋雨前線がその例です。また、寒冷前線は温暖前線より速く進むので、やがて寒冷前線が温暖前線に追いつき、暖かい空気が地表から上空へ押し上げられます。こうしてできるのが閉そく前線です。

手順

  1. 前線の両側の空気（暖かい気団・冷たい気団）のどちらが、どのように動いているかを確認する

  2. 冷たい空気が暖かい空気を押し上げて進むなら寒冷前線、暖かい空気が冷たい空気の上にはい上がって進むなら温暖前線、ほとんど動かないなら停滞前線、寒冷前線が温暖前線に追いついたなら閉そく前線と判断する

  3. 雲と雨の降り方を結びつける。寒冷前線は積乱雲・せまい範囲に短時間の強い雨、温暖前線は乱層雲・広い範囲に長時間のおだやかな雨

  4. 通過後の変化を確認する。寒冷前線の通過後は気温が急に下がり風向が北寄りに、温暖前線の通過後は気温が上がり風向が南寄りに変わる

  5. 観測記録（気温・風向・雨の降り方の変化）と照らし合わせ、どの前線が通過したかを決める

例題

ある地点で気象観測をしていたところ、強いにわか雨が短時間降り、雷も鳴った。雨がやんだあと、気温が急に下がり、風向は南寄りから北寄りに変わった。この地点を通過した前線を何というか。

例題の解答

手順3: 短時間の強いにわか雨と雷は、積乱雲による雨の降り方であり、寒冷前線の特徴である。
手順4: 通過後に気温が急に下がり、風向が南寄りから北寄りに変わったのは、冷たい空気におおわれたためで、寒冷前線の通過後の変化と一致する。
手順5: 雨の降り方・気温・風向の変化がすべて寒冷前線と合うので、通過した前線は寒冷前線である。

答え:

寒冷前線

よくある誤り

この説明は AI が書き、別の AI が例題を独立に解いて答えを確かめ、説明を一歩ずつ査読しました。

入口の問題

この技能を使う問題

この技能の次に学べること