今回は，今年の1月に実施されました第63回気象予報士 試験の一般知識について振り返っておきます。私も今回受験して，結果は13点で，合格点を取れていました。
出来る限り丁寧に解説をつけたつもりですが，あくまで個人的にこうやって考えたら良いのではないかということを記述してのであって，間違いもあるかと思います。内容に誤りや修正等あればご指摘ください。
なお，問題については，気象業務支援センター から公開されておりますので，そちらからご覧ください。
気象予報士試験 (jmbsc.or.jp)
第1問 地球大気の組成
【正解】②
【解説】
今回，学科一般を受験したとき，問1（a）の選択肢が，私にとって本科目の中で一番迷った問題となりました。
（a）乾燥大気の組成は以下の通りです。
窒素 (N₂): 約78% 酸素 (O₂): 約21% アルゴン (Ar): 約0.93% 二酸化炭素 (CO₂): 約0.042%その他: ネオン，ヘリウム，クリプトン，水素，キセノンなど
窒素と酸素だけで99%，アルゴンで0.93%と，3種類の気体だけで99.9%を超えるのです。意外にも二酸化炭素 は0.1%にも満たず，0.042%（＝420ppm） となっています。よって選択肢は正しい記述になります。数字を覚えていない人にとっては難しい問題だったと思いますし，覚えていれば難なく解ける容易な問題だったと思われます。私は数字をちゃんと覚えておらず，ここは結構悩み，結局賭けに出ました。
（b）地上から中間圏界面（高度約80km）までの範囲は大気成分組成はほぼ一定 であり，窒素と酸素がほぼ80% : 20% の割合で含まれています。選択肢の記述は正しいといえます。
（c）まず「混合比」という言葉を理解していなければいけません。混合比というのは，湿潤空気を水蒸気と乾燥空気に分割して，乾燥空気の質量に対する水蒸気の質量のこと を指します（単位は g/kg あるいは kg/kg）。すなわち，乾燥空気（1kg）に対して何グラムの水蒸気を含んでいるかを示した量です。よって，混合比が大きいというのは，乾燥空気に含まれる水蒸気量が多いということです。
空気の平均分子量は，空気を構成する各気体の分子量とその体積分 率に基づいて計算されます 。
空気の平均分子量 =
（ただし， 積分 率）
例えば乾燥空気の平均分子量は，窒素の分子量は28，酸素は32，アルゴンは40，二酸化炭素 は44であるので，
乾燥空気の平均分子量 =
=
となります。
乾燥空気に水蒸気が含まれると，水蒸気の体積分 率は上がると同時に，乾燥空気の体積分 率は下がります。水蒸気の分子量は18と軽いので，水蒸気が多ければ多いほど，空気の平均分子量は小さくなります 。
よって，選択肢の記述は間違っていることになります。「混合比が大きいほど，平均分子量は小さくなる」 ，が正しい記述です。
これらの結果より，（a）正，（b）正，（c）誤 で②を選べばよいのですね。
第2問 比湿
【正解】①
【解説】
こちらは計算問題ですが，「比湿」という言葉を理解していないと解くことができません。
比湿とは，湿潤空気1kgに含まれる水蒸気の質量のこと です（単位は g/kg あるいは kg/kg）。つまり，湿潤空気の質量に対して，何グラムの水蒸気を含んでいるかを表した量です。混合比は乾燥空気1kgに対する水蒸気量ですが，比湿は湿潤空気1kgに対する水蒸気量であるという点で異なります 。
比湿は一般的に以下の数式で近似できます。ちなみに混合比も下の式で近似できますので，比湿も混合比も，定義こそ違えど，値としてはほとんど同じになります。
比湿の近似式（ 混合比も下の式で近似できる ） ：
比湿 =
（ただし，
単位は，g/g（あるいは kg/kg）
これらを理解した上で，問題文を眺めてみます。
（A）比湿は，湿潤空気（乾燥空気＋水蒸気）に含まれる水蒸気の質量のことですので，湿潤空気の質量（990g + 10g = 1000g = 1kg）に対して水蒸気が10gであることを考慮すると，
比湿A =
（B）空気中に含まれる水蒸気圧は，飽和水蒸気圧と相対湿度の積で求まります。
空気中の水蒸気圧 ：
（空気中水蒸気圧） = （飽和水蒸気圧）×（相対湿度）÷ 100
温度14℃で相対湿度75%の空気の，飽和水蒸気圧は（表の値から）16hPa であることが分かりますので，その水蒸気圧は 16hPa × 0.75 = 12 hPa ですね。
これを比湿の近似式に代入して計算してやると，
比湿B =
となります。
（C）露点温度という言葉の理解が重要です。露点温度とは，その空気を圧力一定の下で冷やしていったときに凝結が起こる温度であり，その水蒸気圧が飽和水蒸気圧となる温度のこと と言い換えられます。
よって，「温度20℃，露点温度16℃」とは，「温度20℃，（16℃の飽和水蒸気圧に相当する）水蒸気圧18hPa」と表から読み取れるのです。
あとは比湿の近似式に代入して計算してやると，
比湿C =
以上の結果から，比湿A ＜ 比湿B ＜ 比湿C で①が正解。
比湿，露点温度などの言葉の理解と，計算式の単位をきちんと理解する必要があります。
私は比湿Bの計算を，0.0166と計算ミスしてしまい，②を選んでしまって誤答となっていました。見直しするなら，計算からちゃんとやった方が良いですね。
第3問 気温減率
【正解】④
【解説】
受験したとき，何を問いたいのか今ひとつよく分からないと感じた１問。
まず，気温減率には，平均気温減率 ，乾燥断熱減率 ，湿潤断熱減率 などがあります。
平均気温減率は，観測に基づいた大気の気温プロファイルの統計平均値 であり，「空気塊が上昇したときどうなるか」ではなく，「その場で大気がどういう状態にあるか」を表すものです（たとえば国際標準大気での6.5℃/km）。
一方で，乾燥断熱減率と湿潤断熱減率は，空気塊の断熱上昇・下降を考えるときに用いられるもの であり，未飽和であれば乾燥断熱減率，飽和していたら湿潤断熱減率を考える必要があります（乾燥断熱減率は10℃/km，湿潤断熱減率は5℃/km）。
上記のことを頭に入れて問題を解いてみましょう。
まず，山にぶつかる前の上空1200mの空気の温度は，30－6×1.2＝22.8℃ です。この問題では，平均の気温減率が6℃/km で設定されています。
山に沿って上昇・下降するとき，水蒸気の凝結は起こらないということなので乾燥断熱減率（10℃/km）を考慮 して，気温の変化は
22.8－10×0.3＋10×1.5＝34.8℃
より④が正解となります。
平均気温減率の値を示しているのであれば，乾燥断熱減率と湿潤断熱減率の値も示してほしいと試験を受けていて思いました。問題文で与えられない数値を使って解答するのは，出題の仕方がフェアじゃないと思っていて，個人的にはこういう問題は好きではないです。これは第62回試験の一般知識の問2にも言えることです。
ちなみに，試験問題の状況のように，降雨を伴わないフェーン現象 を「ドライフェーン 」といいます。
第4問 霧の種類
【正解】③
【解説】
これは単純な知識問題。霧の名前を覚えていないとどうしようもありません。
代表的な霧は以下の5つです。
放射霧：放射冷却 により地表付近の空気が冷やされる 移流霧：暖かく湿った空気が冷たい地面や海面の上を移動して冷やされる 蒸発霧：暖かい水面からの水蒸気が冷たい空気中で凝結する 上昇霧（滑昇霧）：空気が斜面を上昇し断熱冷却される 前線霧：前線に伴う降水が蒸発し，空気が湿って飽和する
移流霧と蒸発霧の違いは混乱しやすいので，よく問われる点であるように思います。蒸発霧は（お風呂や温泉のように）暖かい水面から蒸発した水蒸気が上空の冷たい空気に急冷され，凝結することで発生します。一方で，移流霧は，冷たい海水に冷やされた暖かい空気中の水蒸気が凝結してできる霧です。
前線霧というのはあまりピンとこないかもしれませんが，前線（主に空気が暖かい温暖前線 付近）の接近に伴って雨が降り湿度が上がったところに，冷たい空気が入ることで凝結して霧ができます。
上記を踏まえて，選択肢を眺めてみましょう。
（a）この記述は蒸発霧のことを言っていますので，誤りです。蒸発霧と移流霧の空気と水面の温度の関係については覚えておきましょう。
（b）放射霧は放射冷却 によって地表付近の空気が冷やされて発生しますので記述は正しそうです。しかし，気象予報士 試験では，本質部分とは逸れる箇所を問うようなトラップがあったります。念のため，「放射冷却 」という説明もチェックしておきます。
放射冷却 とは，地表から熱が外に放出されるときに，地面が冷える現象 を指します。昼は太陽からの熱を受けるので地面は暖められる方向に進みますが，日没後は冷却が進みます。冷たい空気は密度が大きく地面付近に溜まって冷えますが，風が強いと空気がかき混ぜられて冷たい空気が滞留されづらくなります。また，雲があると，地表面からの熱が雲によって反射され，再び地表面へと放出されて空気は冷却しづらくなります。よって，放射冷却 は，雲がない晴れた日の夜間の，冷気が滞留しやすい風が弱いときに強まる
以上のことから，放射冷却 についても正しく，放射霧の説明としても正しいので，文句なく正しい記述となります。
（c）空気が斜面に沿って上昇すると，断熱膨張により空気は冷却されます。冷やされると水蒸気が凝結して霧ができるのです。これが上昇霧です。露点温度とは凝結が起こる温度ですので，「露点温度以下に下がって生じる」という記述も正しいです。
これらの結果より，（a）誤，（b）正，（c）正 で③が正解。
第5問 地球放射
【正解】⑤
【解説】
（a）太陽からの放射を太陽放射（短波放射） ，地球からの放射を地球放射（長波放射） といいます。物体はどんなものでも温度があり，その温度に応じて熱を放射しています。
ウィーンの変位則 を用いると，放射強度が最大となる波長を導き出すことができます。
ウィーンの変位則
（ピーク波長：絶対温度 ：
太陽表面温度は約5800K，地球表面温度は約288Kであるので，上記の式から
太陽放射（短波放射）のピーク波長：
地球放射（長波放射）のピーク波長：
となります。
可視光の範囲は約 0.38 μm ～ 0.78 μm，赤外光（赤外線）の範囲は約 0.78 μm ～ 1000 μmですので，太陽放射は主に可視光域に，地球放射は主に赤外域に入ります。そして，水蒸気や二酸化炭素 などの分子は，赤外線を強く吸収しますが，可視光はほとんど吸収しないという特性を持っています 。一方，酸素や窒素は可視光・赤外光のどちらに対しても吸収が非常に弱い ことが知られています。
この事実から，地表から放射される赤外線を吸収し，大気中に熱を閉じ込める「温室効果 」をもつ気体は水蒸気と二酸化炭素 であるという考察も可能で，酸素や窒素は温室効果 ガスではありません。
以上を踏まえると，選択肢の記述「長波放射は主に二酸化炭素 と酸素によって吸収される」という表現は間違いとなります。正しくは，「長波放射は主に二酸化炭素 と水蒸気 によって吸収される」ですね。繰り返しになりますが，二酸化炭素 も水蒸気も長波放射を吸収するから，温室効果 ガスになり得るのです。
（b）こういうのは図を描きましょう。
上で説明したように，短波放射の多くは可視光で構成されており，これは人間の目で感知できる範囲です。一方，長波放射は赤外線であり，人の目では見ることができません。
宇宙から青く輝く地球の映像を見たことがある方も多いと思いますが，私たちの目に地球が輝いて見えるのは，可視光が地球から出ているためです。これは，地球が太陽からの光を反射していることによるものです。
太陽からの短波放射エネルギーを100とした場合，地球はそのうち30を短波放射のまま反射します （この反射する割合が，いわゆる地球のアルベド
VIDEO
ここで，エネルギーのやりとりを考えると，（エネルギーの一時的な出入りはあるものの）地球システム全体としては，長期的に見て入射と放出がつり合った平衡状態 にあります。
地球の熱の出入りを見たとき，地球が太陽からエネルギーを吸収したならば，最終的には同じ分を赤外線（長波放射）として宇宙へ放射し平衡状態を保つ必要があります。
具体的には，太陽放射として地球に100のエネルギーが入射し，そのうち30は反射されて戻りますので，残りの70が地球に入ることになります。そしてその70は，赤外線（長波放射）として地球から宇宙へと放出されることで，地球の温度は一定に保たれることになります。
上記のことを踏まえると，選択肢の「地球の大気上端から外向きに射出される長波放射量は，地球大気上端に入射する太陽放射量にほぼ等しい」という記述は誤りです。「地球の大気上端から外向きに射出される長波放射量（ここでは70のエネルギー）は，地球大気上端に入射する太陽放射量（100のエネルギー）の約70%になる 」必要があります。
太陽放射と地球放射については以下の記事をご参考。
（c）ステファン・ボルツマンの法則 を考えます。
ステファン・ボルツマンの法則
（ ： 放射エネルギー ， ： ステファン・ボルツマン定数 ， ：温度 ）
この式は，単位面積当たりに黒体から放射されるエネルギーは，温度（絶対温度 ）の4乗に比例する，というものです。よって，熱を放射する物体の温度が低いと放射エネルギーは小さくなり，温度が高いと大きくなります。
ここで，選択肢は「背の高い積乱雲の雲頂から放射される長波放射量は，その周囲の海面から放射される長波放射量よりも大きい」とありますが，これは明らかに誤りとなります。雲の雲頂温度の方が，周囲の海面温度よりもはるかに気温が低いためです。
（a）誤，（b）誤，（c）誤 で⑤が正解。
第6問 相対渦度
【正解】②
【解説】
渦度（相対渦度）とは，ある局所領域における回転の度合いを表すもの です。渦度を理解することで，低気圧（あるいは高気圧）の位置や盛衰，強風軸の位置，風のシアーなどを理解することができますので，気象解析に重要なのです。
そして渦度（ζ：ゼータという記号で表現されることが多いようです）は以下の数式で表現されます。尚，
渦度ζを求める式：
渦度の計算方法については以下の記事を参考にしてください。
（A）渦度を計算すると以下の通りです。
（B）渦度を計算すると以下の通りです。
（C）渦度を計算すると以下の通りです。
よって，
第7問 連続の式
【正解】④
【解説】連続の式（質量保存の式） を理解しておく必要があります。ある空間に，空気が出たり入ったりしますが，このときその空間に入ってくる空気量と，出ていく空気量は等しく，空間内の空気の質量は常に一定である，というのが連続の式の意味となります。
この問題では，風速は提示されているものの，風が吹きつける側面や上面の面積が示されていません。
そこで，下の図のように，まずは一番下の直方体に着目して考えてみることにします。
この直方体に入ってくる空気量と，出ていく空気量を考慮して，連続の式が成立するための条件を見つけていきます。
流入 ・流出する空気量 ：
（体積流量） = （風速）×（風と垂直な面の面積）
であることを理解しつつ，流入 方向をプラス，流出方向をマイナスとして，
側面からの空気流入 量：+5 × 側面積
側面からの空気流出量：－4 × 側面積
上面からの空気流出量：－0.5 × 上面積
です。
このとき，空間に入ってくる空気量と，出ていく空気量が等しい，すなわち連続の式が成立する として，以下の式を立てます。
5 × 側面積
これより， 側面積
ここで，下段から上段の3つの直方体を合わせたものを1つの大きな直方体とみなして，その大きな直方体に出入りする空気量を考えると，流入 方向をプラス，流出方向をマイナスとして
側面からの流入 量：
5 × 下段側面積
側面からの流出量：
－4 × 下段側面積
上面からの体積流量：
求める風速
よって，
この式を解いて，
よって，上向き（ここでは正方向）に
【別解】
もう少し丁寧に，ひとつひとつの直方体に分けて計算しても同じ計算結果を得ます。
まずは下段の直方体。この直方体の連続の式を考えることで，側面積
次に中段の直方体に着目。直方体上面からの体積流量をとりあえず上向きに 流入 します。
この直方体にも連続の式を適用すると，
より，
最後に，上段の直方体も連続の式を考慮してみましょう。直方体上面からの体積流量をとりあえず上向きに 流入 します。
4 × 側面積
私は受験したとき，上の解法と下の解法をどちらも適用して見直しをしたのですが，面Bと面C間の距離が
【正解】⑤
【解説】
こちらは天気図などを日頃から眺めていれば正解に辿り着けますが，そういう習慣がないと高度や緯度の数字の感覚がつかめず苦労するかもしれません。
（a）下は200hPa（高度約12km）の天気図 ですが，ジェット気流 を表す矢羽根が明瞭に確認できます。これがジェット気流 の軸です。すなわち，ジェット気流 の軸は500hPa（高度5500m）よりももっと上空に現れます。
下は冬（1月）の上空200hPaの風速を色付けしたものです。日本列島付近にジェット気流 の軸となる濃い帯があります。南側に亜熱帯ジェット気流 ，北側からは寒帯前線ジェット気流 が蛇行して合流しているような形になっています。
一方，下のように，夏（8月）はジェット気流 の軸は北側に移動 します。北海道付近を進んでいる帯が亜熱帯ジェット気流 です。真夏は，太平洋高気圧に押される形になりジェット気流 は北上します。
赤道付近は1年を通して気温は概ね一定していますが，冬は極付近で非常に寒くなり寒気が南下します。このため，冬は半球の南北の温度差が大きく，夏は小さくなります。
ジェット気流 は南北の温度傾度が大きいところにできる
（c）寒帯前線ジェット気流 と亜熱帯ジェット気流 の3か月平均の緯度分布についての問題です。
寒帯前線ジェット気流 は，特に冬は傾圧不安定波 に伴う温帯低気圧 の移動や発達などに強く関連しています。そして，寒帯前線ジェット気流 は蛇行しやすく，また蛇行の振幅が大きくなりやすい という特徴があります。蛇行が大きいということを考慮すると，寒帯前線ジェット気流 の軸は不明瞭になりやすいと言えます。蛇行の振幅や波長が軸の平均的位置に拡がりをもたらすためです。
一方で，亜熱帯ジェット気流 は，寒帯前線ジェットよりも低緯度側でほぼ定常的に吹いています。定常的に存在しているので，軸の平均的位置は比較的明瞭といえます。
（d）貿易風 についての説明で，これはその通りで解説することもありません。
これらの結果より，（a）誤，（b）誤，（c）誤，（d）正 で⑤を選ぶのが正解です。
前半部分はここまで。次回に続きます。
参考図書・参考URL 下記のサイトから画像などを一部お借りいたしました。
