露点・雲と霧のでき方

金属製のコップにくみ置きの水を入れ、氷を入れた試験管で水をかき混ぜながら少しずつ水温を下げていった。すると、ある温度になったとき、コップの表面がくもりはじめ、小さな水滴がつきはじめた。これは、コップのまわりの空気が冷やされて、空気中にふくまれていた水蒸気が水滴に変わりはじめたためである。

このように、空気を冷やしていったとき、空気中の水蒸気が凝結して水滴ができはじめるときの温度を何というか。漢字で答えよ。

標高 $250\text{m}$ の地点 Q で、ある日の正午に次の実験を行った。このとき、地点 Q の気温は $27{}^{\circ }\text{C}$ であった。

金属製のコップにくみ置きの水を入れ、氷を入れた試験管で水をかき混ぜながら少しずつ冷やしていった。すると、水の温度が $15{}^{\circ }\text{C}$ になったところで、コップの表面がくもり始めた。なお、コップの中の水の温度とコップの表面に接する空気の温度は等しいものとする。

このとき地点 Q の地表付近にあった空気のかたまりが上昇していくと、やがて雲ができ始めた。雲ができ始めるまでは、空気のかたまりの温度は $100\text{m}$ 上昇するごとに $1{}^{\circ }\text{C}$ 下がり、空気のかたまりの露点は上昇しても変わらないものとする。雲ができ始めるのは標高何 m の地点ですか。

雲のでき方を調べるために、次の実験を行った。

【実験】内側を少量のぬるま湯でぬらした丸底フラスコに線香の煙を少し入れた。フラスコの口に、大型の注射器とデジタル温度計をとりつけたゴム栓をし、すき間がないようにした。この状態で、注射器のピストンをすばやく引いたり押したりして、フラスコ内のようすと温度の変化を調べた。

【結果】

ピストンをすばやく引いたときにフラスコ内が白くくもった理由を説明したものとして最も適当なものを、次のア〜エから 1 つ選べ。

• ア　フラスコ内の空気が圧縮されて温度が上がり、水がさかんに蒸発して、水蒸気が白く見えるようになったから。
• イ　フラスコ内の空気が膨張して温度が下がり、飽和水蒸気量が大きくなったので、水蒸気が水滴に変わったから。
• ウ　フラスコ内の空気が膨張して温度が下がり、露点に達したので、水蒸気の一部が水滴に変わったから。
• エ　フラスコ内の空気が膨張して温度が下がり、露点に達したので、水滴の一部が水蒸気に変わったから。

冬になると、日本海側の地域では雪の降る日が多くなり、太平洋側の地域では乾燥した晴れの日が多くなる。冬に日本海側の地域で雪が多く降る理由を説明した文として最も適当なものを、次のア〜エから 1 つ選べ。

• ア　小笠原気団から吹き出す南東の季節風が、太平洋の上で水蒸気を多くふくみ、日本列島の山脈にぶつかって上昇して雲ができるから。
• イ　シベリア気団から吹き出す北西の季節風が、大陸を出るときにすでに水蒸気を多くふくんでおり、日本海に着く前に雲ができるから。
• ウ　シベリア気団から吹き出す北西の季節風が、日本海の上で水蒸気をふくみ、日本列島の山脈を越えて下降するときに雲ができるから。
• エ　シベリア気団から吹き出す北西の季節風が、日本海の上で水蒸気をふくみ、日本列島の山脈にぶつかって上昇して雲ができるから。

標高 $350\text{m}$ の山の中腹にある観測所で、屋外の気温をはかったところ $21{}^{\circ }\text{C}$ であった。同じ時刻に、観測所の屋外で次の実験を行った。

• 金属製のコップに、屋外の気温と同じ温度の水を入れた。
• 氷を入れた試験管をコップの水に入れてかき混ぜ、水温を少しずつ下げていった。
• 水温が $9{}^{\circ }\text{C}$ になったとき、コップの表面がくもり始めた。

このあと、観測所のまわりの空気のかたまりが山の斜面にそって上昇していった。空気のかたまりは、雲ができ始めるまでは $100\text{m}$ 上昇するごとに温度が $1{}^{\circ }\text{C}$ ずつ下がり、上昇しても空気 $1{\text{m}}^3$ 中にふくまれる水蒸気量は変わらないものとする。また、コップの表面付近の空気の温度はコップの水温と同じであるとする。

この空気のかたまりに雲ができ始めるのは、標高何 m の地点ですか。

空気にふくまれる水蒸気のようすを調べるために、次の実験を行った。

【実験】部屋 A と部屋 B のそれぞれで、よく磨いた金属製のコップに室温と同じ温度の水を入れた。次に、氷を入れた水を少しずつ加えてかき混ぜながら水温を下げていき、コップの表面がくもり始めたときの水温を記録した。コップの表面付近の空気の温度は、コップの中の水温と等しいものとする。

【結果】

この実験の結果からわかることとして最も適当なものを、次のア〜オから 1 つ選べ。

• ア　部屋 A の空気のほうが、部屋 B の空気より湿度が高い。
• イ　コップの表面がくもったのは、コップの中の水がコップの外側へしみ出したからである。
• ウ　部屋 A の空気の露点は 25 ℃ である。
• エ　部屋 B の空気のほうが、部屋 A の空気より $1{\mathrm{m}}^3$ あたりにふくまれる水蒸気の量が多い。
• オ　部屋 A の気温を 18 ℃ まで下げると、空気中の水蒸気が水滴に変わり始める。

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。

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。