気象予報士 ④ 気象衛星観測

静止気象衛星「ひまわり」を中心とした衛星観測を学ぶ分野です。赤道上空約36,000kmという静止軌道の高度、極軌道衛星の通過頻度、可視・赤外・水蒸気の各画像の観測波長帯と特徴が頻出します。可視画像は雲の厚さや太陽高度、赤外画像は雲頂高度(温度)、水蒸気画像は中上層の湿り具合を表すという読み分けが重要です。下層雲や上層雲、雪面の写り方など、画像ごとの見え方を対比して理解することが得点の鍵になります。

この分野の問題35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。

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114気象庁が運用する静止気象衛星「ひまわり」は、赤道上空のどのくらいの高度に位置しているか。

  1. A約850km
  2. B約3,600km
  3. C約360,000km
  4. D約36,000km
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正解:D約36,000km

静止気象衛星は東経140度上の赤道上空約3万6千kmの静止軌道上にあります。

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115極軌道衛星がある地点の上空を通過する頻度として、おおむね正しいものはどれか。

  1. A約30分毎に1回
  2. B1日ほぼ2回(12時間毎)
  3. C約1時間毎に1回
  4. D1週間に約1回
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正解:B1日ほぼ2回(12時間毎)

極軌道衛星は地球の自転により、ある地点の上空を12時間おきに周回し、1日ほぼ2回通過します。

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116ひまわり8号・9号の赤道直下における空間分解能の組み合わせとして正しいものはどれか。

  1. A可視0.5〜1km、赤外は約2km
  2. B可視4km、赤外1km
  3. C可視も赤外も1km
  4. D可視も赤外も4km
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正解:A可視0.5〜1km、赤外は約2km

ひまわり8・9号では可視帯は0.5〜1km、赤外帯は約2kmの空間分解能をもつ。

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117水蒸気画像の観測波長帯として正しいものはどれか。

  1. A0.55〜0.90μm
  2. B6.5〜7.0μm
  3. C3.5〜4.0μm
  4. D10.3〜11.3μm
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正解:B6.5〜7.0μm

水蒸気画像(赤外3)の観測波長帯は6.5〜7.0μm付近です。

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118可視画像では白く滑らかに写り、赤外画像では暗く写ってほとんど見えない雲はどれか。

  1. A発達した積乱雲
  2. B霧や層雲
  3. C薄い巻雲
  4. Dジェット巻雲
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正解:B霧や層雲

霧や層雲は雲頂高度が低く地表面と温度差がないため赤外では暗く、厚みがあるため可視では白く滑らかに写ります。

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119可視画像において、朝夕など太陽高度が低い場合に厚い雲はどのように写るか。

  1. A反射が強くなり特に白く写る
  2. B赤外放射が増えて白く写る
  3. C反射が少なくなり暗く写る
  4. D赤外放射が減って暗く写る
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正解:C反射が少なくなり暗く写る

太陽高度が低くなると宇宙への反射量が減るため、厚みのある雲でも暗灰色に写ります。

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120冬季のシベリア大陸などが、雲が存在しなくても赤外画像でやや明るく(暗灰色に)写る理由として正しいものはどれか。

  1. A雪氷域が太陽光を強く反射するため
  2. B大陸上空に常に厚い巻雲が存在するため
  3. C放射冷却により地表面温度が著しく低いため
  4. D大陸上空の水蒸気量が常に非常に多いため
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正解:C放射冷却により地表面温度が著しく低いため

赤外画像は地表面温度も観測しており、冬季の大陸は-30℃以下など著しく低温になるためやや明るく写ります。

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121水蒸気画像において明るく(明域として)写る状態はどれか。

  1. A大気中上層が湿潤な状態
  2. B大気下層が乾燥している状態
  3. C大気下層が湿潤な状態
  4. D大気中上層が乾燥している状態
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正解:A大気中上層が湿潤な状態

水蒸気画像では中上層の水蒸気量が多い(湿潤)と、輝度温度が低い上層からの放射となり明域として写ります。

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122水蒸気画像の観測から解析できないものはどれか。

  1. A大気中層の湿潤状態
  2. B大気上層の乾燥状態
  3. C大気中上層の強風軸の概略位置
  4. D大気下層の水蒸気量
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正解:D大気下層の水蒸気量

水蒸気画像では、大気下層の水蒸気量はいかなる場合でも判断できません。

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123水蒸気画像において低気圧性循環が見られ、渦中心域に広く雲が見られない(雲の写り込みが50%未満)のはどの現象か。

  1. A上層寒冷渦
  2. B熱帯低気圧
  3. Cバルジ
  4. Dテーパリングクラウド
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正解:A上層寒冷渦

上層寒冷渦は渦循環内の雲が少なく、渦中心域に広く雲が見られないのが特徴です。

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124発達中の温帯低気圧の北側にみられる、暖湿気が滑昇してできる高気圧性曲率を持った上層雲の膨らみを何というか。

  1. Aトランスバースライン
  2. Bオープンセル
  3. Cバルジ
  4. Dテーパリングクラウド
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正解:Cバルジ

バルジは発達中の低気圧に見られる、高気圧性曲率の膨らみを持つ上層雲のことです。

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125薄い上層雲(巻雲など)が赤外画像において、実際の雲頂高度よりやや低く(輝度温度が高く)評価される理由は何か。

  1. A下層の相対的に温度が高い被写体からの赤外放射を一部透過するため
  2. B大気中の水蒸気が赤外線を放出するため
  3. C雲自体が赤外線を強く吸収するため
  4. D太陽光の赤外線成分を雲頂で強く反射するため
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正解:A下層の相対的に温度が高い被写体からの赤外放射を一部透過するため

薄い雲は下層からの赤外放射を一部透過するため、実際の雲頂温度より少し高く(暗く)評価されてしまいます。

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126テーパリングクラウドの形状的特徴について正しいものはどれか。

  1. A蜂の巣状のセル状の雲
  2. Bジェット気流に沿うライン状の雲
  3. C山脈に直交して発生する波状の雲
  4. D西端で発生し東へ流される輪郭の明瞭なニンジン状の雲
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正解:D西端で発生し東へ流される輪郭の明瞭なニンジン状の雲

テーパリングクラウドは西端で積乱雲が発達し東へ流される、輪郭が極めて明瞭な雲です。

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127冬型の気圧配置で海面温度と下層寒気の温度差が非常に大きいときに見られる、蜂の巣状の雲はどれか。

  1. Aクローズドセル
  2. Bトランスバースライン
  3. Cオープンセル
  4. Dシーラスストリーク
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正解:Cオープンセル

温度差が大きいときは積雲や積乱雲を含むオープンセルとなり、突風や強い雪に注意が必要です。

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128静止気象衛星の観測において、地球の球形が原因で水平分解能が悪くなる領域はどれか。

  1. A両極60度以上の高緯度帯
  2. B日本付近の中緯度帯
  3. C赤道付近の低緯度帯
  4. D東経140度付近の経度帯
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正解:A両極60度以上の高緯度帯

両極60度以上の高緯度帯や東西の端の領域では斜めから観測するため水平分解能が低くなります。

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129赤外画像1や2が観測波長帯として利用している、大気の吸収率が低く宇宙まで電磁波が伝播しやすい波長帯を何と呼ぶか。

  1. A可視領域
  2. B窓領域
  3. Cマイクロ波領域
  4. D紫外線領域
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正解:B窓領域

大気の吸収率の低い波長帯を「窓領域」と呼び、地球表面からの赤外放射を観測するのに適しています。

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130ジェット巻雲が発生しやすい位置はどこか。

  1. A上層強風軸の暖気側(南側)
  2. B上層強風軸の寒気側(北側)
  3. C低気圧中心の直上
  4. D熱帯低気圧の進行方向前面
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正解:A上層強風軸の暖気側(南側)

ジェット巻雲は上層の強風軸(ジェット気流)の少し南側(暖気側)に沿って発生することがあります。

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131水蒸気画像で暗域が時間とともにさらに暗くなる「暗化」は何を示しているか。

  1. A下降流が強まっている
  2. B上昇流が強まっている
  3. C大気が極めて湿潤になっている
  4. D雲が厚みを増している
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正解:A下降流が強まっている

暗域が暗化しているときは、乾燥空気の沈降など下降流が強まっていることがわかります。

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132極軌道衛星で観測可能であり、雲の透過性が高いため海面付近の風向・風速を観測できる電磁波はどれか。

  1. A紫外線
  2. B可視光線
  3. C赤外線
  4. Dマイクロ波
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正解:Dマイクロ波

マイクロ波は波長が長く雲の透過性が高いため、散乱計による海上風の観測が可能です。

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133積乱雲を気象衛星画像で解析する際の特徴の組み合わせとして適切なものはどれか。

  1. A赤外画像で明るく団塊状、可視画像で滑らか
  2. B赤外画像で明るく団塊状、可視画像で凹凸が見られる
  3. C赤外画像で暗く滑らか、可視画像で凹凸が見られる
  4. D赤外画像で暗く団塊状、可視画像で滑らか
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正解:B赤外画像で明るく団塊状、可視画像で凹凸が見られる

積乱雲は鉛直に発達するため可視画像で凹凸が見られ、赤外画像では雲頂が高いため明るく団塊状に写ります。

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134大量の大気中黄砂や火山灰を解析するために利用される「差分画像」は、どの観測チャンネルの組み合わせか。

  1. A可視と赤外1
  2. B赤外1と赤外2
  3. C赤外3(水蒸気)と赤外4(3.8μm)
  4. D赤外1と赤外3(水蒸気)
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正解:B赤外1と赤外2

赤外1と赤外2は石英に対する放射特性がわずかに異なるため、差分画像で黄砂や火山灰を解析できます。

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1353.8μm画像の主たる観測目的はどれか。

  1. A昼間の積乱雲の発達度合いの判別
  2. B海面水温のミリ単位での精密な測定
  3. C夜間の地表付近の雲や霧の解析
  4. D大気中上層の水蒸気量の観測
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正解:C夜間の地表付近の雲や霧の解析

3.8μm画像は、赤外画像だけでは判別しにくい夜間の霧などを相対的に明るく表示し、解析を容易にします。

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136衰弱期の温帯低気圧の赤外画像における特徴として適切なものはどれか。

  1. A北側に明瞭で巨大なバルジが形成される
  2. B明るい雲が大幅に減り、暗域がらせん状に中心に巻き込む
  3. C全体的に厚い上層雲で覆われ真っ白になる
  4. D中心付近にテーパリングクラウドが発生する
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正解:B明るい雲が大幅に減り、暗域がらせん状に中心に巻き込む

衰弱期には明るい雲が減少し、寒気の侵入により暗域がらせん状に中心に巻き込む特徴が見られます。

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137冬季の日本海で発生する積乱雲が、夏季の積乱雲に比べて赤外画像で明瞭に写りにくい(白さが弱い)理由は何か。

  1. A冬季は積乱雲内部の水蒸気量が極端に少ないため
  2. B冬季は日差しが弱く、太陽光の宇宙への反射が少ないため
  3. C冬季は積乱雲の雲頂高度が低く、地表面との温度コントラストが小さいため
  4. D冬季は常に大陸からの乾燥空気に完全に覆われるため
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正解:C冬季は積乱雲の雲頂高度が低く、地表面との温度コントラストが小さいため

冬季の積乱雲は雲頂高度が4〜5kmと低く雲頂温度が高めになるため、夏季ほど白く写りません。

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138ジェット巻雲において、大気の流れに直交するような縞模様を持つ雲を何と呼ぶか。

  1. Aオープンセル
  2. Bトランスバースライン
  3. Cシーラスストリーク
  4. Dテーパリングクラウド
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正解:Bトランスバースライン

大気の流れに直交する波状の巻雲をトランスバースラインと呼び、晴天乱気流を伴うことがあります。

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139可視画像において雪氷域であると判断する根拠として適切なものはどれか。

  1. A輝度状態が滑らかで暗灰色に写ること
  2. B雲頂部の凹凸が非常に明瞭に見られること
  3. C時系列の動画にしても分布や形状がほとんど変化しないこと
  4. D夜間でも周囲より明るく白く写ること
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正解:C時系列の動画にしても分布や形状がほとんど変化しないこと

雪氷域は風で移動しないため、動画にしても分布が変わらないことで雲や霧と区別できます。

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140可視画像が夜間に観測できない理由として正しいものはどれか。

  1. A可視画像は太陽光の反射光を観測しているため
  2. B夜間は地球表面からの赤外放射が停止するため
  3. C夜間は大気による可視光線の吸収率が急増するため
  4. D気象衛星が地球の影に入り電力が不足するため
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正解:A可視画像は太陽光の反射光を観測しているため

可視画像は主に太陽光(可視光帯域)の反射を観測しているため、太陽光のない夜間は観測できません。

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141地球大気による赤外線の吸収を主に担っている気体はどれか。

  1. A窒素・酸素
  2. Bオゾン・水素
  3. Cアルゴン・ヘリウム
  4. D水蒸気・二酸化炭素
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正解:D水蒸気・二酸化炭素

赤外線の吸収は大半を占める窒素や酸素ではなく、微量な水蒸気や二酸化炭素などの温室効果気体が行います。

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142朝鮮半島東部などで見られる地形性巻雲の特徴として適切なものはどれか。

  1. A動画にすると雲が東へ高速で移動し続ける
  2. B山脈に平行に強い風が吹くときに発生する
  3. C発達すると必ず積乱雲になり豪雨をもたらす
  4. D動画にすると停滞しているように見え、やがて東で消散する
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正解:D動画にすると停滞しているように見え、やがて東で消散する

山脈に直交する風で生じ、発生源が固定されているため動画では停滞性巻雲のように見えます。

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143静止気象衛星において、春分および秋分に近い期間の夜遅くに見られる、太陽光がカメラに直接入射するのを避けるため一部観測を行わない現象を何というか。

  1. A太陽食
  2. B衛星食
  3. Cトラフ
  4. Dバウンダリー
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正解:B衛星食

カメラへの太陽光直接入射を避けるための観測休止などを衛星食と呼びます。

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144極軌道衛星が北極上空から南極上空に向かい、再び北極に戻ってくる1周回にかかる時間はおよそどれくらいか。

  1. A約30分
  2. B約24時間
  3. C約12時間
  4. D約100分
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正解:D約100分

極軌道衛星(ノアなど)の周回にかかる時間は約100分です。

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145発達中の温帯低気圧において、水蒸気画像で低気圧後面の暗域が南下・暗化している場合、どのような大気の運動が解析できるか。

  1. A暖気の北上と上昇流の強化
  2. B寒気の北上と下降流の強化
  3. C寒気の南下と下降流の強化
  4. D暖気の南下と上昇流の強化
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正解:C寒気の南下と下降流の強化

低気圧後面の暗域の南下と暗化は、寒気の南下とそれに伴う下降気流の強まりを示しています。

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146ひまわりの観測体制において、特定の時刻(3時半、9時半など)に南半球の観測を追加で行う主な目的はどれか。

  1. A台風の発生を早期に探知するため
  2. B南極大陸の氷床の面積変化を監視するため
  3. Cオゾンホールの規模を正確に測定するため
  4. D数値予報で利用する上空の風を求めるため
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正解:D数値予報で利用する上空の風を求めるため

数値予報で利用する「上空の風(衛星風)」を計算するために南半球の観測を追加しています。

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147水蒸気画像において、大気中上層が乾燥している暗域と湿潤な明域の境界を何というか。

  1. Aバウンダリー
  2. Bオープンセル
  3. Cトラフ
  4. Dバルジ
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正解:Aバウンダリー

暗域と明域の境界をバウンダリーと呼び、その付近にジェット気流が走行しています。

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148可視画像において、薄い上層雲(巻雲など)はどのように写ることが多いか。

  1. A非常に明るい白で写る
  2. Bまったく写らない(完全に透明)
  3. C下部が透けるような質感でやや暗く(暗灰色)写る
  4. D細かい粒状の明瞭な白で写る
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正解:C下部が透けるような質感でやや暗く(暗灰色)写る

薄い上層雲は太陽光を一部透過するため、可視画像ではやや暗く、下が透けるような質感で写ります。

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