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問 6：波動と南北方向の熱輸送
北半球中緯度において水平方向にも高度方向にも一様な西風が吹く場があり、ある波動がこの場に重なった状態を考える。
図は、そのような状態における東西方向の鉛直断面図で、等圧面 p および p + Δp ( Δp > 0 ） の高度を細い実線で、気圧の谷の軸を太い実線で示している。
このとき、この図に示された2つの等圧面に挟まれた気層における南北方向の熱輸送について述べた次の文章の下線部（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。
ただし、一様な西風と波動のいずれについても、地衡風平衡と静力学平衡が成立しているものとする。
図に示された気圧の谷の軸の東側では西側に比べて （a） 密度の大きい空気が（b）北向きの成分を持つ風で運ばれている。
また、気圧の谷の軸の西側では、東側に比べて（c） 温度の低い空気が南北方向の成分を持つ風で運ばれることによる熱輸送がある。
これらを考慮すると、この図に示された波動の範囲では、熱は（d）北向きに輸送されている。
② （a）正,（b）正,（c）誤,（d）誤
東西鉛直断面図より、気圧の谷の軸の東側では、等圧面と等圧面の間が狭くなっています。
ということは、その空気の密度は大きいので、（a）は正しい。
次に、等圧面がこの「東西鉛直断面図」のように鉛直方向に上下している場合、相対的に等圧面の高度が高い方が気圧が高く、等圧面の高度が低い方が気圧が低いです。
ということは…この気層は、気圧の谷のところが最も気圧が低く、その東西両側に高気圧があるのがわかります。
すると、気圧の谷の東西では
- 東側の風は北向きの成分を持っている。
- 西側の風は南向きの成分を持っている。
ということがわかります。
だから（b）も正しい。
次に、気圧の谷の西側では、等圧面の間が広くなっています。
ということは密度は小さく、温度は高いはずですよね。
だから（c）の「温度の低い」は誤り。
そして気圧の谷の東側の風は南向きの成分を持つので、（d）は誤り。
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