大気の安定と不安定
このノートの問いがそのまま復習カードになり、忘れかけたころに出題されます。
根拠は高等学校学習指導要領（平成30年告示）「地学」の内容 (3) ア (ｱ) ㋑「大気の運動と気象」。
内容の取扱いは「『対流』による現象については、大気の安定と不安定にも触れること」を
求めている。
0. どういう論点か
大気の安定と不安定は、3 つの「100 m あたりの気温変化」を比べるだけで決まります。
数値を覚えるのではなく、大小関係を覚えます。
| 値 | 何の変化か | |
|---|---|---|
| 乾燥断熱減率 | 1.0 ℃/100 m | 雲ができていない空気塊が上昇するとき |
| 湿潤断熱減率 | 約 0.5 ℃/100 m | 雲ができながら上昇するとき |
| 気温減率（実際の大気） | 平均 0.65 ℃/100 m（その時々で違う） | まわりの大気の高さごとの気温 |
判定: 気温減率が乾燥断熱減率より大きければ不安定、小さければ安定。
引っかけの分かれ目は次の 3 つ。
- 湿潤断熱減率のほうが小さい（凝結熱が出るぶん、冷え方がゆるい）
- 不安定＝上昇が勝手に続く（雲が縦に発達して積乱雲になる）
- 逆転層（上が高温）は極端に安定（煙や汚染物質がたまる）
1. 断熱変化
根拠: 学習指導要領 地学-(3)-ア-(ア)-㋑
断熱変化とは？
外との熱の出入りなしに、膨張・圧縮だけで温度が変わる変化
空気塊の上昇・下降がこれにあたる。
乾燥断熱減率の値は？
100 m につき 1.0 ℃（1 km につき約 10 ℃）
雲ができていない空気塊が上昇するときの冷え方。
湿潤断熱減率の値は？なぜ乾燥断熱減率より小さい？
100 m につき約 0.5 ℃。凝結によって潜熱が放出され、冷え方がゆるくなるから
雲の中の空気塊はゆっくり冷える。
持ち上げ凝結高度とは？
上昇する空気塊が露点に達し、雲ができ始める高さ
これより上では湿潤断熱減率で冷える。
気温 20 ℃・露点 10 ℃ の空気塊が上昇すると、雲は何 m 付近からできる？
約 1000 m
気温は 1 ℃/100 m、露点は約 0.2 ℃/100 m で下がるため、差 10 ℃ が約 1000 m で埋まる。
2. 安定・不安定の判定
根拠: 学習指導要領 地学-(3)-ア-(ア)-㋑
大気が不安定なのは、気温減率と乾燥断熱減率がどんな関係のとき？
気温減率が乾燥断熱減率より大きいとき（上のほうが急に冷たい）
持ち上げられた空気塊がまわりより暖かくなり、さらに上昇する。
大気が安定なのはどんなとき？そのとき空気塊はどうなる？
気温減率が断熱減率より小さいとき。持ち上げても冷えて重くなり、もとの高さへ戻る
対流が起こらない。
条件付き不安定とは？
乾燥断熱減率より小さく、湿潤断熱減率より大きい気温減率のとき（雲ができれば不安定になる）
きっかけがあれば積乱雲に発達する。
地表が強く暖められると大気はどうなる？
下が暖かくなって気温減率が大きくなり、不安定になる
夏の午後の雷雨がこれ。
逆転層とは？どんな状態？
高さとともに気温が上がっている層。極端に安定
対流が起こらず、下に汚染物質やスモッグがたまる。
放射冷却の強い晴れた夜に、地表付近で起こることは？
地面が冷えて接地逆転層ができる（霧や霜ができやすい）
朝に解消する。
3. 不安定がつくる現象
根拠: 学習指導要領 地学-(3)-ア-(ア)-㋑
積乱雲はどんなときに発達する？
大気が不安定で、水蒸気が豊富に供給されるとき
上昇が止まらず、圏界面近くまで達する。
積乱雲がもたらす現象を 4 つ挙げると？
激しい雨（集中豪雨）、雷、突風（ダウンバースト）、ひょう、竜巻
短時間に狭い範囲で起こる。
積乱雲の上端が平らに広がる（かなとこ雲）のはなぜ？
圏界面より上は安定で、それ以上は上昇できないから
横に広がるしかなくなる。
フェーン現象とは？なぜ気温が上がる？
風が山を越えたあと、高温で乾燥した風になる現象。風上側で雲をつくって潜熱を得たため
上りは湿潤断熱減率（0.5 ℃/100 m）、下りは乾燥断熱減率（1 ℃/100 m）で温まる。
1000 m の山を越える風が、風上の中腹から雲をつくると、風下の同じ高度で気温はどうなる？
高くなる
上りより下りのほうが 100 m あたりの温度変化が大きいため。
海陸風はどうやって起こる？
昼は陸が暖まって上昇気流が生じ、海から風が吹く（海風）。夜は逆（陸風）
比熱と暖まりやすさの違いによる局地的な対流。
ヒートアイランド現象が起こるのはなぜ？
舗装・建物が熱をためやすく、緑地が少なく蒸発による冷却が働かないから
都市の中心が周囲より高温になる。