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問7：大気における地表面の摩擦の効果
大気における地表面の摩擦の効果について述べた次の文章の(a)〜 (d)に入る式と語句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、図の 実線は等圧線を示し、コリオリパラメータをfとする。
北半球のある地点の水平な地表面付近で、図のように矢印で示す風速Vの定常な風が等圧線と角度αをなす方向に吹いている。
気圧傾度力の大きさをP、コリオリ力の 大きさをC、摩擦力の大きさをFとし、摩擦力が風の向きと逆方向に働いているとすると、3つの力のつり合いから
F = (a)
C = (b) = fV
したがって、摩擦力の大きさF は
F = ( c )
これは、風速が同じであれば地表面の摩擦力が (d) ほど地表面付近の風が大きな角度で等圧線を横切って低圧部に向かって吹くことを示している。
② （a）P sinα, （b）P cosα, （c）fV tanα, （d）大きい
情報を整理します。
- f ：コリオリパラメータ
- V：風速
- P：気圧傾度力
- C：コリオリ力
- F：摩擦力
上図より、3つの力のつり合いから、下図のような直角三角形を書いてみる。
（a）の選択肢から、摩擦力を気圧傾度力を使って表せば良いことがわかります。
ということは、以下のように考えればOK！
選択肢から、（b）もコリオリ力を気圧傾度力を使って表せば良いことがわかります。
（a）と同様に考えます。
（c）より、風速 V が一定の場合、摩擦力 F が大きいほど tanα の値が大きくなるので・・・
等圧線を横切る角度 α は大きくなります。
よって（d）は「大きい」です！
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