フェーン現象について教えてください（高校地学）

質問

問題

ガンジス平原（高度0m）で相対湿度71.2％、温度35℃の空気塊が山脈をこえて、その風下にある盆地（高度800m）に吹き降りたとき、その温度は31℃となった。
この山脈の高度は何ｍか。ただし、乾燥断熱現率を1℃/100m、湿潤断熱現率を0.5℃/100mとし、凝結した水分はすべて速やかに落下したとする。

ヒントだけでもいいので、よければ教えてください

回答No.2

puni2 · ベストアンサー

温度ごとの飽和水蒸気圧（または飽和水蒸気量）の表が，問題と一緒に与えられていませんか？
それがないと，この条件だけでは（高校の地学レベルでは）解けません。

No.1の回答は明らかに高校地学レベルを超えています。そもそも地学に限らず，高校の理科で指数関数や自然対数を使って解くようなことはしません。気象予報士の試験でも受けるのなら別ですが。

さて，解き方ですが，
1) スタート時（つまりガンジス平原にあるとき）の空気塊に含まれる水蒸気圧（または水蒸気量）を求める。（35℃，71.2％の条件と，飽和水蒸気圧か飽和水蒸気量の表を用います）
2) 同じ水蒸気圧（水蒸気量）のまま上昇したとして，湿度が100％になる高度を，表から求める。
3) その高度まで持ち上げるとき，空気塊の温度が何度下がるかを，乾燥断熱減率（「現率」ではありません）から求める。
4) 山脈の高さをx(m)とし，これから山を超えるにはあと何m上昇しなければならないかを求める。（ここから先はxを含んだ式になる）
5) その間にさらに何度下がるかを，湿潤断熱減率を用いて求める。
6) 山を超えた後はx-800(m)下降するので，その間に何度気温が上昇するかを，乾燥断熱減率を用いて求める。（なぜ乾燥の方を使うか，わかりますか）
7) その結果，最終的な気温が何度になるかを求める。
8) その値＝31　という方程式を解けばxが求まる。

文章で書くと面倒に見えますが，実際にやってみると意外と簡単だと思います。

補足

回答ありがとうございます
表は地学図表のほうに載っていてそれを使用するみたいです。

実際このやり方で解いてみたのですが、２)の「湿度が100％になる高度を，表から求める。」やり方が分かりません。。

回答No.6

hachiko86

高校で地学を履修していた者です。
凝結高度や飽和水蒸気量の表などは与えられていないんでしょうか？
それがないとこの問題は解けないと思います。

回答No.5

783kaiketu

ANo.3の補足説明です。
私は、以前日本海側に住んでおりました。
毎回「フェーン現象」が発生するたびに自然の力にびっくりしたものです。
今回、質問者様より「フェーン現象について教えてください」との
ご質問がされて、私の体験がヒントになればと思い「浅学非才」なるも
意を決して投稿させていただいた次第です。

「山脈の高度は何ｍか。」という部分で、「はっと」思いました。
「山脈というのは、水平に同じ高さで、壁のようになっているのかしら？」
「高いところもあれば、低いところもあるのに、空想的な出題だな？」

そんなこんなで、偽らざる自分の感想を投稿させていただきました。
一般人が考えている「受験に対する認識や科目に対する理解は」こんな
ものだと「お笑い」いただいて、「フェーン現象」についての、私の
「現象についての思いつき」と、「問題自体についての思いつき」を
ご活用いただければ幸いと存じます。
以上

回答No.4

puni2

>大学入試に地学で受験？てありましたっけ。
ありますよ！失敬な。
今年1月のセンター試験では27,049人が受験しています。大部分は，科目数の多い国立を受ける文系の受験生と思われます。

また，理学部などで地学系や自然地理学系の学科のあるところの2次試験でも，地学が受験科目に含まれています。

で，結局何がおっしゃりたかったのでしょうか。＞No.3

回答No.3

783kaiketu

これは、一般人には解けない問題ですね。
地学を勉強している人にお願いして聞きましょう。
ところで、大学入試に地学で受験？てありましたっけ。
ちなみに、私は文系でしたが。

なお、日本でフェーン現象は、日本海側でよく起きます。
ものすごく熱く、自分がカゼで熱でも出したかと思うときがあります。
そんなときに、天気情報を聞くと、「フェーン現象」と放送されています。
以上

回答No.1

zap35

フェーン現象の基本的な考え方は次のURLを見てください。
http://www.tobidase.com/eco_island/weather/09.html

相対湿度71.2％、35℃の空気が上昇して何度で結露するかは次のURLに説明があります。
http://www.mogami.com/weather-2.html
＞露点は次式で計算しています。log() は自然対数です。
＞ ews = rh * 0.01 * exp((17.502 * temp) / (240.9 + temp))
＞ dp = (240.9 * log(ews)) / (17.5 - log(ews));
＞ ここに、rh = 相対湿度 (%)
＞ temp = 気温 (C)
＞ dp = 露点 (C)

結露温度が分かれば結露する高度が求められます。フェーン現象の理屈が分かっていれば山脈の高度は計算できるでしょう

お礼

回答ありがとうございます。
アドレス参考にさせていただきます。