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問3：レーダーエコーの高度とレーダーからの距離の関係
2月のある日に、千葉県柏市にある気象庁の気象レーダーで観測した仰角3.5°のレーダーエコーを図Aに示した。図Bは、この時のレーダーエコーの高度とレーダーからの距離の関係を示したものとする。これらの図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。
上空では雪片であった降水粒子が、落下して周囲の気温が0°Cとなる高度付近（融解層）に達すると、（a）雨滴よりも粒子が大きく、固体（雪）の表面が液体で覆われている「みぞれ」の状態となる。降水粒子には、（b）固体の状態よりは液体の状態の方が、また粒子が大きい方が、気象レーダーの電波をよく反射する性質がある。このため、仰角一定のレーダーエコーには、融解層の高度に対応する強い環状のエコーが観測され、「ブライトバンド」と呼ばれる。
図Aと図Bから、この時の融解層の上端の高さはおよそ（c）2500mと見積もられる。仮にこの後、プライトバンドの半径が時間の経過と共に（d）小さくなる場合は、融解層の高度が低下していることを示し、低い標高の地域でも雨から雪に変わる可能性が高くなる。
② （a）正，（b）正，（c）誤，（d）正
ではそれぞれの下線部が正しいかどうか、確認していきます！
【問題文】
上空では雪片であった降水粒子が、落下して周囲の気温が0°Cとなる高度付近（融解層）に達すると、（a）雨滴よりも粒子が大きく、固体（雪）の表面が液体で覆われている「みぞれ」の状態となる。
雪片は、内部に空気を含んでいることもあり、そもそも雨滴より大きいです。
- 雨滴： 通常1〜2mm程度（大きくても5mmほど。それ以上になると空気抵抗で分裂します）。
- 雪片： 通常1cm前後ですが、湿り気があるときは数センチ以上の「ぼたん雪」になることもあります。
だから落下途中に表面が融解すると、雨滴よりも粒子が大きいですね。
よって（a）は正しい。
【問題文】
降水粒子には、（b）固体の状態よりは液体の状態の方が、また粒子が大きい方が、気象レーダーの電波をよく反射する性質がある。このため、仰角一定のレーダーエコーには、融解層の高度に対応する強い環状のエコーが観測され、「ブライトバンド」と呼ばれる。
一般的に、雨の方が雪よりもレーダーの反射強度が強くなります。雪片の方が雨粒よりサイズが大きいにもかかわらず反射が弱くなるのには、主に2つの理由があります。
物質の性質（誘電率）の違い
レーダー波は、水に当たると強く反射し、氷に当たると反射しにくい性質があります。
- 雨（水）： 電波を強く跳ね返します。
- 雪（氷）： 氷の反射効率は水の約2割程度と低いため、同じ大きさであれば雨の方が強く映ります。
空気の混入による密度の低さ
雪片は内部に多くの空気を含んでいます。レーダーの反射強度は「粒子の大きさ」だけでなく「中身の詰まり具合（密度）」にも影響されるため、スカスカな雪片は見た目の大きさほど電波を反射しません。
よって（b）は正しい！
【問題文】
図Aと図Bから、この時の融解層の上端の高さはおよそ（c）2500mと見積もられる。
「融解層＝ブライトバンド」なので・・・以下のように考えます。
図Aより、レーダーの位置からブライトバンドまでの距離が、約15km。
図Bより、レーダーからの距離が約15kmくらいなら、高度は約1000m。
よって（c）の「2500m」は誤り！
【問題文】
仮にこの後、プライトバンドの半径が時間の経過と共に（d）小さくなる場合は、融解層の高度が低下していることを示し、低い標高の地域でも雨から雪に変わる可能性が高くなる。
図Bより、ブライトバンドの半径が小さくなるということは、融解層の高度が低くなりますね。
よって（d）の「小さく」は正しい！
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