熱力学の計算問題：熱力学過程と降水量の推定

【問題】熱力学過程と降水量の推定

標高0mの地点A（気温 24.0℃、相対湿度 60%）にある空気塊が、標高3,000mの山頂Bを越え、標高500mの地点Cまで移動した。以下の条件と「飽和水蒸気量表」に基づき、後の問いに答えよ。

【条件】

• 乾燥断熱減率： 1.0℃/ 100m
• 湿潤断熱減率： 0.5℃/ 100m
• 露点温度減率（未飽和時）： 0.2℃/ 100m
• 山頂Bで凝結した水分は、すべて雨として落下したものとする。

【飽和水蒸気量表】

問1：高度（LCL）と山頂（3,000m）での気温

空気塊が飽和する高度（LCL）と山頂（3,000m）での気温の組み合わせとして正しいものはどれか。

問2：落下した降水量

山頂（3,000m）で凝結し、落下した降水量（水蒸気量の差）として最も近い値はどれか。なお、計算の簡略化のため、空気塊 1m³ あたりの質量変化は無視できるものとする。

① 5.7 g/m³
② 6.7 g/m³
③ 7.2 g/m³
④ 9.6 g/m³
⑤ 15.4 g/m³

問3：地点Cの気温

山頂Bに達した空気塊が、標高500mの地点Cまで吹き降りたときの気温として最も適切なものはどれか。

① 21.5℃
② 24.0℃
③ 29.0℃
④ 31.5℃
⑤ 34.0℃

はれの

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