【第61回】2024年１月試験（実技１）問２（３）（低気圧に伴う地上前線の解析）

本問は、前線の解析に関する問題です。

本問の解説：① について

（問題）図７と図８(下) を参考に、24 時間後に日本の東に予想されている低気圧に伴う地上の前線を、解答図に前線記号を用いて記入せよ。ただし、前線は解答図の枠線までのびているものとする。

→ 答えは下図のとおりです。

地上天気図

前線とは、異なる気団（寒気と暖気）がぶつかり合う境界のことです。

この付近では、暖気が寒気の上に持ち上げられ、軽い暖気が上昇することで上昇気流が発生します。

これにより、地上付近の空気が減少し、気圧が低下するため、前線付近は相対的に低圧部となります。

また、低気圧に伴う前線の通過前後では、風向は次のように変化します。

• 温暖前線の通過前：東寄りの風
• 温暖前線の通過後：南寄りの風（暖気が入る）
• 寒冷前線の通過後：北寄りの風（寒気が入る）

このため、地上の予想図をもとに前線の位置を決める際には、低圧部（等圧線の凹んだ部分）や、風向の変化が重要な手がかりとなります。

850hPa天気図

次に、850hPaの前線位置も参考にします。

温暖前線や寒冷前線は、寒気と暖気がぶつかっている場所に位置するため、「等温線集中帯」付近に形成されます。

「等温線集中帯」とは、等温線が密集しており、気温が急に変わる領域のことです。

850hPa面の温暖前線や寒冷前線は、この等温線集中帯の「暖気側の端」に位置します。

これは、暖気が寒気の上に持ち上げられているためです。

地上の前線は、850hPa 面の前線と密接に関連しており、通常、地上の温暖前線や寒冷前線は、850hPa 面の前線の直下より少し暖気側に位置します。

これは、暖気が寒気に対して上昇しているため、地上の前線が上層の前線よりわずかに暖気側にずれる傾向があるためです。

また、閉塞前線は、寒冷前線が温暖前線に追いついて、地上から暖気が完全に持ち上げられたことを意味します。

850hPa面での閉塞前線は、「低気圧中心に向かってのびるくさび状の高温域」に位置します。

この高温域は、地上での閉塞過程と対応しており、暖気が持ち上げられた結果、850hPa 面で相対的に高温となることで形成されます。

地上の閉塞前線は、850hPa面の閉塞前線の近くに存在します。

（ただし、場合によっては、上空の風や温度の分布により、数十キロ程度のずれが生じることがあります。）

このように、850hPa 面の前線も、地上の前線の位置や性質を推測する上で重要な手がかりとなります。

500hPa天気図

さらに、500hPa 天気図の強風軸も参考にします。

強風軸とは、上層大気（500hPa 面など）で、風速が特に強い部分を結んだ線のことです。

強風軸の位置は、渦度の解析図をもとに推定します。

例えば、東西走向の強風軸であれば、その北側（高緯度側）には正渦度、南側（低緯度側）には負渦度が分布し、強風軸に沿って渦度がゼロとなります。

発達中の低気圧では、低気圧の中心は通常、500hPa 面の強風軸の南側に位置しています。

これは、一般に、500hPa の強風軸の南側（低緯度側）は相対的に暖かい空気があり、北側（高緯度側）は冷たい空気があるためです。

しかし、低気圧が閉塞過程に入ると、低気圧の中心は 500hPa 面の強風軸の北側に移行します。

これは、寒冷前線が温暖前線に追いつき、暖気が上空へ押し上げられることで下層が寒気に覆われるためです。

500hPa 面では、強風軸の南側（低緯度側）には暖気、北側（高緯度側）には寒気が存在するため、閉塞点（寒冷前線が温暖前線に追いついたところ）を境にして、低気圧の中心は次第に強風軸の北側へと移行するのです。

このように、500hPa 面の渦度や強風軸の情報も、低気圧の中心位置や閉塞点を推測する上で重要な手がかりとなります。

前線の解析

では、実際に本問における前線を解析してみましょう。

下図は、図８(下) に、図７(上) の渦度ゼロの等値線から推測した 500hPa 面の強風軸を緑の矢印で、図７(下) の地上低気圧の中心位置を ✕ 印で描いたものです。

上図によると、地上低気圧の中心は 500hPa 面の強風軸の北側にあることが分かります。

また、同図において、850hPa の気温分布に注目すると、等温線集中帯の暖気側の端である６℃ の等温線は、北に凸となり、頂点から低気圧中心に向けてくさび状の相対的な高温域がのびていることも分かります。

これらの特徴から、地上低気圧は 24 時間後には閉塞していると判断できます。

地上の閉塞点は、おおよそ強風軸（渦度ゼロの等値線付近）付近と目安がつくので、低気圧中心から等圧線の凹部を結び、強風軸の位置と交わる点までが閉塞前線であると判断できます。

次に、温暖前線と寒冷前線を解析しましょう。

通常、閉塞している低気圧の温暖前線と寒冷前線は、閉塞点から２本に分かれて描かれます。

問題文には「前線は解答図の枠線までのびているものとする。」とありますので、図８(下) の 850hPa の気温や風、700hPa 鉛直流をもとに暖気移流域、上昇流域、風向が変化するポイントに注目して温暖前線、寒冷前線を描くと、下図のようになります。

以上より、本問の解答は下図のようになります。

てるるん

前線記号を書き忘れないように注意してね！