気象と天文（大気・海洋・太陽系・恒星） ── 問題
基礎
- 対流圏では高さ 100 m につき気温が約 0.65℃ 下がる。地上の気温が 27℃ のとき、高さ 2400 m での気温はおよそ何℃ですか。
- オゾン層があり、紫外線を吸収するため高さとともに気温が上がる大気の層はどれですか。 （ア 中間圏 イ 外気圏 ウ 成層圏 エ 熱圏 undefined 対流圏）
- 寒冷前線が通過するときの雨のようすと、通過後の気温の変化の組み合わせとして妥当なものはどれですか。 （ア 狭い範囲に短く強い雨 ── 気温が下がる イ 狭い範囲に短く強い雨 ── 気温が上がる ウ 広い範囲に長く弱い雨 ── 気温が下がる エ 広い範囲に長く弱い雨 ── 気温が上がる undefined 雨は降らない ── 気温は変わらない）
- 天王星の特徴として妥当なものはどれですか。 （ア 自転軸がほぼ横倒しになった状態で公転している イ 表面が酸化鉄で赤く見え、極には極冠がある ウ 太陽に最も近く、大気がほとんどない エ 太陽系最大の惑星で、大赤斑とよばれる巨大な渦がある undefined 平均密度が水より小さく、目立つ環をもつ）
標準
- 気温 23℃ の湿った空気が高さ 2000 m の山を越える。風上側では高さ 1000 m で雲ができ始め、山頂で雲は消えた。空気の温度は雲のない間は 100 m につき 1℃、雲がある間は 100 m につき 0.5℃ 変化するものとすると、風下側のふもと（高さ 0 m）に降りたときの気温は何℃ですか。
- 日本の冬に典型的な気圧配置と季節風の向きの組み合わせとして妥当なものはどれですか。 （ア 西高東低 ── 北西の季節風 イ 南高北低 ── 南東の季節風 ウ 東高西低 ── 北東の季節風 エ 南高北低 ── 北西の季節風 undefined 西高東低 ── 南東の季節風）
- 日本の太平洋側を南から北上する暖流はどれですか。 （ア 対馬海流 イ リマン海流 ウ メキシコ湾流 エ 黒潮（日本海流） undefined 親潮（千島海流））
- 皆既日食のときに太陽のまわりに見える、100 万 K を超える高温の最も外側の層はどれですか。 （ア 彩層 イ 光球 ウ コロナ エ 黒点 undefined 中心核）
- 地球型惑星と木星型惑星の比較に関する記述として妥当なものはどれですか。 （ア 地球型惑星は木星型惑星より半径が大きく、平均密度も大きい イ 環をもつ惑星は土星だけであり、木星・天王星・海王星には環がない ウ 地球型惑星は主に岩石や金属からなり半径は小さいが平均密度は大きく、木星型惑星は主に水素やヘリウムからなり半径は大きいが平均密度は小さい エ 木星型惑星は主に岩石からなるため、地球型惑星より平均密度が大きい undefined 木星型惑星は自転周期が地球型惑星より長く、1 回自転するのに数年かかる）
- 台風と温帯低気圧の違いに関する記述として妥当なものはどれですか。 （ア 台風は前線を伴わず海面からの水蒸気の凝結熱をエネルギー源とするのに対し、温帯低気圧は暖気と寒気の境目にでき前線を伴う イ 台風は上陸すると地面からの熱の供給を受けてさらに発達する ウ 温帯低気圧は偏西風の影響を受けず、その場に停滞し続ける エ 台風の中心（目）では上昇気流が最も強く、激しい雨が降っている undefined 台風は温暖前線と寒冷前線を伴うのに対し、温帯低気圧は前線を伴わない）
発展
- 恒星の明るさは等級で表され、5 等級小さくなるごとに明るさは 100 倍になる。0 等星は 10 等星の何倍の明るさですか。
- ケプラーの第 3 法則によると、惑星の公転周期の 2 乗は軌道長半径の 3 乗に比例する。地球の公転周期を 1 年、軌道長半径を 1 天文単位とするとき、軌道長半径が 9 天文単位の惑星の公転周期は何年ですか。
- 地球の温室効果に関する記述として妥当なものはどれですか。 （ア 地表から放射される赤外線を大気中の水蒸気や二酸化炭素が吸収し、その一部を地表へ再放射することで地表付近の温度が保たれている イ オゾン層が紫外線を吸収することが温室効果の主な原因である ウ 太陽からの可視光線を大気中の二酸化炭素が吸収して大気を直接暖めることで地表の温度が保たれている エ 温室効果がなければ地球の平均気温は現在より高くなると見積もられている undefined 温室効果は人間活動によって初めて生じた現象であり、産業革命以前には存在しなかった）
- HR 図（ヘルツシュプルング・ラッセル図）と恒星の進化に関する記述として妥当なものはどれですか。 （ア 太陽は将来、超新星爆発を起こしてブラックホールになると考えられている イ 恒星の大部分は HR 図の左上（高温で明るい）から右下（低温で暗い）にかけて帯状に分布する主系列星であり、太陽もその一つである ウ 赤色巨星は HR 図の左下に位置し、表面温度が高いにもかかわらず暗い星である エ 質量の大きい恒星ほど燃料が多いため、主系列星として輝く期間が長い undefined 白色矮星は HR 図の右上に位置し、表面温度が低いにもかかわらず明るい星である）
気象と天文（大気・海洋・太陽系・恒星） ── 解答
基礎
- 11.4 2400 m は 100 m の 24 倍なので、下がる気温は 0.65 × 24 ＝ 15.6℃。27 − 15.6 ＝ 11.4℃。
- ウ 成層圏 成層圏。大気は下から対流圏（気象現象・上ほど低温）・成層圏（オゾン層・上ほど高温）・中間圏（上ほど低温）・熱圏（オーロラ・上ほど高温）。組成は窒素 78％・酸素 21％・アルゴン 0.9％・二酸化炭素 0.04％。
- ア 狭い範囲に短く強い雨 ── 気温が下がる 狭い範囲に短く強い雨 ── 気温が下がる。温暖前線は暖気がはい上がり乱層雲で長く弱い雨、寒冷前線は寒気がもぐり込み積乱雲で短く強い雨。高気圧は下降気流で晴れ、低気圧は上昇気流で雨。北半球では転向力で風が右にそれ、低気圧に反時計回りに吹き込み、高気圧から時計回りに吹き出す。
- ア 自転軸がほぼ横倒しになった状態で公転している 天王星は「自転軸がほぼ横倒しになった状態で公転している」。天王星は木星型惑星（大きく密度が小さいガスの惑星。環をもつ）。太陽に近い順に 水星・金星・地球・火星（地球型）・木星・土星・天王星・海王星（木星型）。
標準
- 28 風上：雲ができるまで 1000 m 上昇で −10℃ → 13℃。雲の中を 2000 − 1000 m 上昇で −5℃ → 山頂 8℃。風下：雲がないので 2000 m 下降で ＋20℃ → 28℃。もとより高温・乾燥になる（フェーン現象）。
- ア 西高東低 ── 北西の季節風 西高東低 ── 北西の季節風。冬は西高東低で北西の季節風（日本海側は雪・太平洋側は乾燥）、夏は南高北低で南東の季節風、梅雨はオホーツク海気団と小笠原気団の間の停滞前線、春・秋は移動性高気圧と温帯低気圧が交互に通る。台風は前線をもたない熱帯低気圧で、水蒸気の凝結熱がエネルギー源。
- エ 黒潮（日本海流） 黒潮（日本海流）。大気の大循環は低緯度のハドレー循環（地上は貿易風、緯度 30 度付近は下降気流で砂漠）、中緯度の偏西風、高緯度の極偏東風。日本近海は黒潮・対馬海流（暖流）と親潮・リマン海流（寒流）。エルニーニョはペルー沖の水温が高い、ラニーニャは低い。
- ウ コロナ コロナ。太陽は水素の核融合で輝き、表面（光球）は約 6,000 K、黒点は約 4,000 K で暗く見え、数は約 11 年周期で増減する。恒星の色は表面温度（青白が高温・赤が低温）、一生は質量で決まり、重い星ほど短命で超新星爆発を起こす。
- ウ 地球型惑星は主に岩石や金属からなり半径は小さいが平均密度は大きく、木星型惑星は主に水素やヘリウムからなり半径は大きいが平均密度は小さい 地球型（水星・金星・地球・火星）は小さくて密度が大きい岩石惑星、木星型（木星・土星・天王星・海王星）は大きくて密度が小さいガス惑星。木星型は 4 つとも環をもち、自転周期は短い（木星は約 10 時間）。
- ア 台風は前線を伴わず海面からの水蒸気の凝結熱をエネルギー源とするのに対し、温帯低気圧は暖気と寒気の境目にでき前線を伴う 台風は熱帯低気圧で前線をもたず、等圧線は同心円。エネルギー源は水蒸気の凝結熱なので上陸すると弱まる。温帯低気圧は前線を伴い、偏西風に流されて西から東へ進む。台風の目では下降気流で風雨が弱い。
発展
- 10000 等級の差は 10。5 等級差ごとに 100 倍なので、100 の 2 乗 ＝ 10,000 倍。数字が小さいほど明るい（1 等級差で約 2.5 倍）。
- 27 T² ＝ a³ ＝ 9³ ＝ 729。T ＝ √729 ＝ 27 年。太陽から遠い惑星ほど公転周期は長い。
- ア 地表から放射される赤外線を大気中の水蒸気や二酸化炭素が吸収し、その一部を地表へ再放射することで地表付近の温度が保たれている 太陽放射（可視光線）は大気を通り抜けて地表を暖め、地表が出す赤外線を水蒸気・CO₂・メタンが吸収して一部を返す。温室効果自体は自然のしくみで、なければ平均気温は約 −18℃ になると見積もられている（実際は約 15℃）。人間活動は温室効果ガスを増やして効果を強めている。オゾン層の紫外線吸収は成層圏の加熱の原因で、温室効果とは別。
- イ 恒星の大部分は HR 図の左上（高温で明るい）から右下（低温で暗い）にかけて帯状に分布する主系列星であり、太陽もその一つである HR 図は横軸に表面温度（左が高温）、縦軸に絶対等級（上が明るい）。主系列星は左上から右下の帯、赤色巨星は右上（低温だが大きいので明るい）、白色矮星は左下（高温だが小さいので暗い）。質量の大きい星ほど明るく燃料を速く使うので寿命は短い。太陽程度の質量の星は白色矮星で終わる。
受験のしらべ ／ https://juken-shirabe.com/koumuin/shizen/zn-10/test/ ／ 問題は毎回の表示で数が変わります。印刷したものはその一例です。
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