第78問世界気象機関(WMO)が勧告している高層気象観測の観測網の間隔として、正しいものはどれか。
- A陸上は100km、海上は500km間隔程度
- B陸上は500km、海上は2000km間隔程度
- C陸上は300km、海上は1000km間隔程度
- D陸上は1000km、海上は3000km間隔程度
気象予報士 ③ 高層気象観測・レーダー観測
上空の大気を観測するラジオゾンデと気象レーダーを学ぶ分野です。WMOが勧告する高層観測網の間隔、ゾンデによる気温・湿度・風の観測と補正、対流圏界面の定義、オゾンゾンデの実施要領が問われます。エマグラム上での沈降性逆転層や前線性逆転層の読み取り、ショワルターの安定指数（SSI）など大気安定度の指標も頻出です。気象レーダーの原理や分解能もあわせて扱われます。エマグラムを実際に読み解く力が問われるため、状態曲線と各種指数を結びつけて理解しましょう。
この分野の問題36問を、選択肢・正解・解説つきで掲載しています。まず自分で解答を考えてから「正解と解説を見る」を開いて答え合わせをしてください。
クイズモードで挑戦 →第79問気象庁のラジオゾンデ観測における気温の観測について、誤っているものはどれか。
- A夜間も月光や長波放射の影響を考慮して補正を行う。
- B太陽放射の加熱影響があるため日射補正を行っている。
- C上層ほど強い日射の影響を受けるため補正量が大きくなる。
- D0.1℃単位で観測している。
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第80問ラジオゾンデによる湿度の観測について、正しいものはどれか。
- A気温が-30℃以下になると観測を行わない。
- B観測結果は気温と露点温度の差である湿数として報告する。
- C観測結果は相対湿度(%)として報告する。
- D静電容量変化式は使用されず、カーボン乾湿膜式のみが使用される。
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第81問対流圏界面の定義について、正しい条件はどれか。
- Aラジオゾンデ観測において、上層ほど気温が下がり、気温が最も低くなった高度の面。
- B気温減率が0.6℃/100m以下となり、かつその面より1kmにわたり気温減率が0.6℃/100m以下となっている層の下面。
- C気温減率が2℃/km以下となり、かつその面より2kmにわたり気温減率が2℃/km以下となっている層の下面（ただし500hPaより下層は除外）。
- D気温減率が2℃/km以下となり、かつその面より5kmにわたり気温減率が2℃/km以下となっている層の上面。
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正解：C．気温減率が2℃/km以下となり、かつその面より2kmにわたり気温減率が2℃/km以下となっている層の下面（ただし500hPaより下層は除外）。
対流圏界面は気温減率が2℃/km以下となり、その面より2kmにわたり同じ条件を満たす層の下面とする。500hPaより下層は除外される。
この問題の解説ページを開く →第82問ラジオゾンデ観測の短所として考えられるものはどれか。
- A大気を直接観測するため、間接的な観測よりも精度が落ちる。
- B観測データが断続的であり、鉛直方向の連続的なデータが得られない。
- C気球の上昇速度が遅いため、観測終了までに半日以上の時間を要する。
- D夏季以外は特に上層ほど風が強く、気球が観測所上空から水平方向に100km以上離れてしまうことがある。
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正解：D．夏季以外は特に上層ほど風が強く、気球が観測所上空から水平方向に100km以上離れてしまうことがある。
上層の強風により気球が流され、観測データが観測地点上空のものとして処理されることが数値予報の誤差要因となる。
この問題の解説ページを開く →第83問日本におけるオゾンゾンデ観測の実施時間として、原則正しいものはどれか。
- A毎日9時
- B毎週水曜日の15時
- C毎週水曜日の9時
- D毎日21時
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第84問エマグラムにおいて、沈降性逆転層が見られるときの特徴として正しいものはどれか。
- A逆転層内の大気は湿潤であり、その上層は著しく乾燥している。
- B逆転層内の大気は乾燥しており、気温と露点温度の状態曲線が上方に向かって大きく開いている。
- C下層から上層まで湿潤断熱減率に沿って気温が低下している。
- D気温と露点温度の差が3℃未満の気層が対流圏上層まで続いている。
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正解：B．逆転層内の大気は乾燥しており、気温と露点温度の状態曲線が上方に向かって大きく開いている。
高気圧中心域などの下降気流による沈降性逆転層は、乾燥して昇温するため、気温と露点温度の差が大きくなる。
この問題の解説ページを開く →第85問前線性逆転層の特徴について、誤っているものはどれか。
- A転移層内では、上層ほど気温が高くなることがある。
- B転移層内では、多くの場合に風の鉛直シアが大きくなる。
- C寒冷前線の後面の200〜300km内にあるとき、上空に明瞭に見られやすい。
- D前線面を空気が下降することにより、一般的に著しく乾燥した状態になる。
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第86問ショワルターの安定指数(SSI)について、正しいものはどれか。
- A1000hPaの空気を500hPaまで持ち上げて計算する指数である。
- B850hPaの空気を未飽和なら乾燥断熱的に、飽和してからは湿潤断熱的に500hPaまで持ち上げて求める。
- CSSIが正の値であれば、いかなる場合でも対流性の雲からのにわか雨は起きない。
- DSSIが負の値となるのは、850hPaの大気が寒冷乾燥で、500hPaの気温がいつもより高いときである。
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正解：B．850hPaの空気を未飽和なら乾燥断熱的に、飽和してからは湿潤断熱的に500hPaまで持ち上げて求める。
SSIは850hPaの空気を500hPaまで強制的に持ち上げて、その気温と実際の500hPaの気温を比較して求める。
この問題の解説ページを開く →第87問対流有効位置エネルギー(CAPE)と対流抑制(CIN)について、対流活動が活発になりやすい状況はどれか。
- ACAPEとCINが共に非常に大きい場合。
- BCAPEが小さく、CINが大きい場合。
- CCAPEが大きく、CINが小さい場合。
- DCAPEとCINが共に0である場合。
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第88問西高東低の気圧配置において、日本海側と太平洋側の状態曲線の相違点として正しいものはどれか。
- A日本海側では寒気層に湿っている気層が含まれ、太平洋側では乾燥が目立つ。
- B日本海側では乾燥が目立ち、太平洋側では寒気層に湿っている気層が含まれる。
- C日本海側、太平洋側ともに下層から上層まで完全に飽和している。
- D日本海側、太平洋側ともに強い沈降性逆転層により全体が著しく乾燥している。
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正解：A．日本海側では寒気層に湿っている気層が含まれ、太平洋側では乾燥が目立つ。
太平洋側では山岳からの吹き下ろしの強制的な下降流により、断熱昇温して乾燥する効果が見られるため乾燥が目立つ。
この問題の解説ページを開く →第89問気象レーダー観測で発射されるマイクロ波の波長と、目標とする観測域の高度の組み合わせとして正しいものはどれか。
- A波長約3cm、高度約10km付近
- B波長約10cm、高度約5km付近
- C波長約5.7cm、高度約2km付近
- D波長約1cm、高度約500m付近
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第90問気象レーダーの観測において、シャドウ域が生じる主な理由として正しいものはどれか。
- A電波の波長が短すぎて空気分子に吸収されるため。
- B地表面の曲率によって電波が上方に反れてしまうため。
- C降水粒子が小さすぎて後方散乱が起こらないため。
- D山岳や建造物などの障害物によって電波が遮られるため。
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第91問レーダー方程式において、アンテナに戻ってくる平均受信電力と目標までの距離(r)の関係はどれか。
- A距離rに比例する。
- B距離rの2乗に比例する。
- C距離rの2乗に反比例する。
- D距離rに反比例する。
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第92問気象レーダー観測で利用されるレイリー散乱において、電波の後方散乱断面積と降水粒子の直径(D)の関係はどれか。
- A直径Dの2乗に比例する。
- B直径Dの4乗に比例する。
- C直径Dの8乗に比例する。
- D直径Dの6乗に比例する。
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第93問気象レーダーで観測される非降水エコーのうち、大気の屈折率の乱れによって生じるものはどれか。
- Aグランドエコー
- Bシークラッター
- Cブライトバンド
- Dエンゼルエコー
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第94問気象レーダー画像において、ブライトバンドが観測されるメカニズムとして正しいものはどれか。
- A雪が0℃以上の大気層を落下する過程で融けて水膜に覆われ、後方散乱が強くなるため。
- B海上の波しぶきが強風で巻き上げられ、電波を強く反射するため。
- C大気中の水蒸気が急激に凝結し、巨大な水滴が形成されるため。
- D山岳の斜面に電波が直接当たり、強い反射を起こすため。
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正解：A．雪が0℃以上の大気層を落下する過程で融けて水膜に覆われ、後方散乱が強くなるため。
雪の表面が融けて水膜に覆われると、雪よりも後方散乱が非常に強くなり、ブライトバンドとして観測される。
この問題の解説ページを開く →第95問X-MP気象レーダー（二重偏波レーダー）の観測原理について、正しいものはどれか。
- A垂直波と水平波を用い、偏波間の位相差などを解析して降水強度を推定する。
- B水平偏波のみを射出し、その受信電力の大きさから降水強度を推定する。
- C音波を発射し、ドップラー効果による周波数の変化から降水粒子の大きさを推定する。
- D波長10cmの長い電波を利用し、800km以上の広範囲の降水強度を観測する。
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正解：A．垂直波と水平波を用い、偏波間の位相差などを解析して降水強度を推定する。
二重偏波（X-MP）レーダーは垂直・水平の偏波を用い、偏波間の位相差や反射強度比などから降水強度を高精度に推定する。
この問題の解説ページを開く →第96問X-MP気象レーダーの波長とその影響について、誤っているものはどれか。
- A一般的な気象レーダーよりも観測エリアが広く、200〜300kmの探知が可能である。
- B波長が短いため、空気分子や降水粒子による電波の減衰を強く受ける。
- C波長は約3cm（Xバンド）である。
- D強雨域の後方では電波が完全に消散して観測が行えないことがある。
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正解：A．一般的な気象レーダーよりも観測エリアが広く、200〜300kmの探知が可能である。
波長が短く減衰を受けやすいため、代表的な観測エリアは60〜80km程度と狭い。
この問題の解説ページを開く →第97問気象ドップラーレーダーの原理において、レーダーアンテナに目標物が近づく場合の電波の周波数の変化として正しいものはどれか。
- A周波数は変化せず、振幅のみが増加する。
- B周波数が減少して観測される。
- C周波数が増加して観測される。
- D周波数は変化せず、位相のみが反転する。
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第98問気象ドップラーレーダーの動径速度が0（または0に近い）と観測された場合、目標の微粒子の状態として必ず言えることはどれか。
- A完全に静止している。
- Bアンテナから見て円周運動をしている。
- C鉛直方向にのみ激しく運動している。
- Dアンテナに対して近づく成分も遠ざかる成分も持たない。
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正解：D．アンテナに対して近づく成分も遠ざかる成分も持たない。
動径速度0は、アンテナとの距離が変化していないことを意味し、静止しているか円周運動をしている状態であるため、必ずしも静止とは限らない。
この問題の解説ページを開く →第99問ウィンドプロファイラ観測の特徴について、誤っているものはどれか。
- A大気が乾燥している冬季の方が、夏季の湿潤時よりも観測高度の上限が高くなる。
- B観測高度の間隔は300m毎である。
- C観測データは10分間隔で発表される。
- D電波の周波数変化をドップラー解析して大気の流れを3次元的に観測する。
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正解：A．大気が乾燥している冬季の方が、夏季の湿潤時よりも観測高度の上限が高くなる。
大気が乾燥していると電波の散乱が弱くなるため、乾燥時は観測高度の上限が低くなる傾向がある。
この問題の解説ページを開く →第100問ウィンドプロファイラ観測において、上空の風を観測するために電波を散乱させる主な要因はどれか。
- Aオゾン層による電波の吸収
- B電離層による電波の反射
- C渡り鳥の群れによる反射
- D大気の物理的性質（水蒸気密度など）の不連続面や降水粒子
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第101問ウィンドプロファイラの品質管理において、降水時のデータについて正しい解釈はどれか。
- A降水粒子の水平速度は、大気の水平方向の流れとは無関係である。
- B降水時の鉛直速度のデータは、大気そのものの上昇・下降気流の速度としてそのまま利用できる。
- Cデータ内に数m/sオーダーの下降流が見られる層は、雨などの降水粒子の落下を観測していると判断できる。
- D降水粒子による散乱は非常に弱いため、降水時は風の観測が全くできなくなる。
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正解：C．データ内に数m/sオーダーの下降流が見られる層は、雨などの降水粒子の落下を観測していると判断できる。
降水時の鉛直速度は降水粒子の大きな落下速度を観測しているため、m/sオーダーの下降流は降水粒子の落下と解釈する。
この問題の解説ページを開く →第102問ウィンドプロファイラの観測データを用いて寒冷前線の通過を判断する際の着目点として、最も適切なものはどれか。
- A時間軸方向に風向の水平シアが大きく変化している部分を探す。
- B高度方向に風速が急激に0になる層を探す。
- Cすべての高度で同時に10m/s以上の一様な上昇流が見られる時間帯を探す。
- Dデータが完全に欠落しているシャドウ域を探す。
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第103問レーダー方程式において、電波の波長(λ)と平均受信電力の関係として正しいものはどれか。
- A波長λの2乗に反比例する。
- B波長λに比例する。
- C波長λに反比例する。
- D波長λの2乗に比例する。
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第104問気象レーダー観測で降水強度を推定する際に用いられる「Z-R関係」について、正しいものはどれか。
- Aレーダー反射因子Zと降水強度Rの関係式であり、降水の性状（対流性・層状性）に関わらず常に同じ係数を用いる。
- B降水粒子の落下速度と風向風速の関係を示す式である。
- Cレーダー反射因子Zと降水強度Rの関係式であり、降水の性状により係数を変えて精度のよい降水強度を算出する。
- Dレーダー電波の波長とシャドウ域の面積の比率を示す式である。
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正解：C．レーダー反射因子Zと降水強度Rの関係式であり、降水の性状により係数を変えて精度のよい降水強度を算出する。
Z-R関係では、計算式の定数は降水の性状（対流性・層状性）により値を変えて用いられる。
この問題の解説ページを開く →第105問気象ドップラーレーダーで観測される「ダウンバースト」の検出パターンとして正しいものはどれか。
- Aある領域を中心に、すべての大気が一斉にアンテナに向かって近づく成分のみとなる。
- Bある領域を中心に、遠ざかる成分と近づく成分が反対方向に広がる状況が見られる。
- Cアンテナを中心に、完全に同心円状の動径速度0の帯が形成される。
- Dある領域を中心に、すべての大気が一斉にアンテナから遠ざかる成分のみとなる。
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正解：B．ある領域を中心に、遠ざかる成分と近づく成分が反対方向に広がる状況が見られる。
ダウンバーストは地表付近で水平発散して放射状に広がるため、遠ざかる成分と近づく成分が反対方向に広がるように観測される。
この問題の解説ページを開く →第106問気象ドップラーレーダーで「メソサイクロン」を検出する意義として、最も適切なものはどれか。
- A大規模な温帯低気圧の中心位置を正確に特定するため。
- B上空のオゾンホールの広がりを立体的に把握するため。
- C竜巻が発生する可能性のある、低気圧性の回転運動をする積乱雲を監視するため。
- D乾燥空気の流入による沈降性逆転層の高度を特定するため。
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正解：C．竜巻が発生する可能性のある、低気圧性の回転運動をする積乱雲を監視するため。
メソサイクロンは竜巻を伴う可能性がある積乱雲の回転運動であり、その検出は突風予報に重要である。
この問題の解説ページを開く →第107問ウィンドプロファイラ観測における「地形エコー」の除去理由として正しいものはどれか。
- A地形エコーはドップラー速度が非常に大きいため、風速の計算に誤差を生じさせるため。
- B地形などの物体は動かないため、ドップラー解析によって速度0となるデータを除去するため。
- C地形エコーは渡り鳥の移動と区別がつかないため。
- D地形エコーは電波の波長を変化させてしまうため。
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正解：B．地形などの物体は動かないため、ドップラー解析によって速度0となるデータを除去するため。
地形エコーは物体が動かないため動径速度が0となり、上空の風のデータとして不適切であるため除去される。
この問題の解説ページを開く →第108問冬型の気圧配置が強いときに見られる降水エコーの特徴として、正しいものはどれか。
- A広範囲に一様で弱い層状性のエコーが見られる。
- B明瞭な筋状のエコーが、風の方向に同調して幾重にも伸びて見られる。
- C梅雨前線のような幅の広いバンド状エコーが東西に走行する。
- D局地的に孤立した環状の強いエコーがランダムに発生する。
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正解：B．明瞭な筋状のエコーが、風の方向に同調して幾重にも伸びて見られる。
季節風に伴う降水エコーは、寒気の吹き出しにより明瞭な筋状のエコーが同方向に伸びるのが特徴である。
この問題の解説ページを開く →第109問X-MP気象レーダーが一般的な気象レーダーより優れている点として、誤っているものはどれか。
- A水平空間分解能が250mと非常に高い。
- B波長が長いため、電波の減衰がほとんどなく観測範囲が極めて広い。
- C降水粒子の形状（扁平率）の相違を利用するため、降水強度の推定精度が高い。
- D一般的な気象レーダーよりもアンテナが小型で安価に設置可能である。
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第110問ラジオゾンデによる風の観測方法について、現在主に行われている手法はどれか。
- A気球に搭載された風車型風向風速計で直接測定する。
- B人工衛星からのGPS情報を利用して気球の3次元的位置を解析し、その移動距離から求める。
- C地上の気象レーダーから気球に電波を当て、そのドップラー効果から求める。
- D気球の破裂音を地上のマイクアレイで受信し、音波の到達時間差から求める。
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正解：B．人工衛星からのGPS情報を利用して気球の3次元的位置を解析し、その移動距離から求める。
現在はGPSを搭載したGPSゾンデにより、人工衛星からの情報を利用して位置を解析し風向・風速を求めている。
この問題の解説ページを開く →第111問ラジオゾンデ観測において、気球が破裂して観測が終了する高度はおおよそどれくらいか。
- A約5km
- B約10km
- C約100km
- D約30km
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第112問エマグラム上で大気の安定性を判断するSSIが負の値になりやすい条件はどれか。
- A850hPaの大気が乾燥しており、500hPaの気温がいつもより高いとき。
- B850hPaと500hPaの気温が完全に一致しているとき。
- C1000hPaの大気が寒冷で、500hPaの気温がいつもより高いとき。
- D850hPaの大気が暖湿で、500hPaの気温がいつもより低いとき。
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正解：D．850hPaの大気が暖湿で、500hPaの気温がいつもより低いとき。
SSIは850hPaから500hPaまで持ち上げた空気の気温を、実際の500hPaの気温から引いた値。下層が暖湿で上層が寒冷なほど負になりやすい。
この問題の解説ページを開く →第113問ウィンドプロファイラ観測において、雪が落下中に雨に変わる「融解層」をデータから見つける際の着目点はどれか。
- A下降流の速度が、1m/s内外（雪）から数m/s（雨）へと急激に大きくなる境界層を探す。
- B風速が100m/s以上に達している層を探す。
- C風向が急激に180度反転している層を探す。
- Dデータが完全に欠落して白紙になっている層を探す。
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正解：A．下降流の速度が、1m/s内外（雪）から数m/s（雨）へと急激に大きくなる境界層を探す。
雪と雨では落下速度が異なり、融解して雨になると落下速度（下降流として観測される）が急激に大きくなる。
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