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問4:降水粒子の成長
雲の中の降水粒子の成長について述べた次の文(a)〜(d)の正誤の組み合わせとして正しいものを、下記の①〜⑤の中から1つ選べ。
(a)雲内での水滴の併合過程では、単位体積に含まれる水滴の質量の合計が同じであれば、大きさの異なる水滴が多数存在している場合よりも、大きさが一様な水滴が多数存在している場合の方が、水滴が速く成長する。
(b)過冷却水滴を含む雲内に生成された氷晶は、過冷却水滴と衝突・併合する過程がないと雪に成長して地上に降ってくることはできない。
(c)凝結核を持たずに形成された純水の微小水滴では、表面張力の作用により、水滴が小さいほど、より小さな過飽和度で水蒸気が凝結する。
(d)水溶性のエーロゾルを凝結核として形成された微小水滴は、同じ大きさの純水の微小水滴よりも、水滴の表面に対して平衡する水蒸気圧が低いため、凝結による成長が起こりやすい。
⑤ (a)誤,(b)誤 (c)誤 (d)正
水滴の併合過程では、大きさと落下速度の違う水滴たちが衝突することで水滴が成長します。
落下速度は水滴の大きさに影響され、大きさが異なる水滴が存在している方が、併合過程で水滴が成長しやすいです。
だから(a)の「雲内での水滴の併合過程では、単位体積に含まれる水滴の質量の合計が同じであれば、大きさの異なる水滴が多数存在している場合よりも、大きさが一様な水滴が多数存在している場合の方が、水滴が速く成長する。」は誤り。
過冷却水滴を含む雲内ということは、気温は氷点下です。
また過冷却水滴と衝突・併合してたら・・・もうそれ雪というより霰か雹かな?
だから(b)の「過冷却水滴を含む雲内に生成された氷晶は、過冷却水滴と衝突・併合する過程がないと雪に成長して地上に降ってくることはできない。」は誤り!
凝結核を持たない純水の水滴は、水滴が小さいほど表面張力により成長が妨げられます。
だから(c)の「凝結核を持たずに形成された純水の微小水滴では、表面張力の作用により、水滴が小さいほど、より小さな過飽和度で水蒸気が凝結する。」は誤り。
凝結核に水溶性のエーロゾルを持っている水滴は、純水の水滴より水滴の表面に対して平衡する水蒸気圧が低く、成長しやすいです。
だから(d)の「水溶性のエーロゾルを凝結核として形成された微小水滴は、同じ大きさの純水の微小水滴よりも、水滴の表面に対して平衡する水蒸気圧が低いため、凝結による成長が起こりやすい。」は正しい!
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