気圧差と風の向きをモデルで説明する
気圧差、風向、気圧の傾き、模型の限界を扱う14問と六つの記述課題です。
学年・内容の目安 中学校第2学年。授業の復習や教材の準備に使えます。公開教材の利用条件を確認し、年少の生徒には講師が紙の教材を用意します。
学習内容や既習事項に合わせて使う独自の練習です。文部科学省の認定教材や、教科書・入試の全範囲を網羅する教材ではありません。
中学校第2分野(4)ア(イ)㋑「前線の通過と天気の変化」で触れる風の吹き方に関連する、気圧差の補助教材です。
解説を読む
空気を動かすはたらきを、同じ高さの二地点を結ぶモデルで考えます。気圧の差と地点間の距離を比べ、実際の風の観測とモデルがずれることも考えます。
必要な予備知識
方位、気圧と風向の意味、数値の差が分かること。
- この教材の単純なモデルでは、同じ高さで、気圧の高い側から低い側へ空気を動かすはたらきがあると考えます。
- 風向は空気が進む先の方角ではなく、吹いてくる側の方角で表します。
- 気圧の傾きは、同じ距離で見た気圧差です。気圧差が同じなら、距離が短い方で傾きが大きくなります。
- 実際の風は、地球の自転や地面との摩擦、地形などの影響を受けます。単純なモデルだけから風向や風速の実測値を決められません。
解き方の例
西の地点の気圧が高く、東が低いモデルでは、空気は西から東に向かい、風向は西です。
よくある間違い
- 矢印の先の方角を風向の名前にする。
- 比較する地点の距離をそろえずに差だけを比べる。
- モデルで求めた向きがいつも実際の風向になると考える。
観察と考え方を講師と確かめる
モデルの前提、気圧差を比べる範囲、空気の向きと風向の関係を説明します。
実際の天気図や予報ではありません。単純なモデルで風の原因の一部を学びます。
文部科学省：中学校学習指導要領解説 理科編 · 気象庁：風が吹く仕組み · 気象庁：気圧の傾き
読む文章・資料
東西の二地点
モデルAでは同じ高さで、西のPが1016 hPa、東のQが1008 hPaです。ここでは、気圧差以外の風への影響を考えません。
条件を入れ替える
モデルBでは同じ高さで、北のRが1006 hPa、南のSが1012 hPaです。気圧の差以外の影響は省きます。
同じ距離にある組を比べる
モデルCでは高さやほかの条件が同じです。100 km離れた組Xは1018 hPaと1010 hPa、同じく100 km離れた組Yは1014 hPaと1010 hPaでした。
同じ差で距離が違う
モデルDでは高さやほかの条件が同じです。組Uは距離50 kmで気圧差が6 hPa、組Vは距離100 kmで気圧差が6 hPaです。
気圧差がない組とある組
モデルEでは、高さも地点間の距離も同じ二組を比べます。組Jは両端が1010 hPa、組Kは一方が1014 hPa、もう一方が1010 hPaです。二地点を結ぶ方向の気圧差だけを見ます。
谷の風と単純なモデル
資料Fでは、西の観測点の気圧が東より高く、同じ高さのモデルでは西から東へ向かうと考えました。しかし谷にある実際の観測点では、北から風が吹きました。周りには南北に延びる谷があります。
異なる高さで測った気圧
資料Gでは、山の上の観測点AとふもとのBで気圧を測りました。Aは920 hPa、Bは1000 hPaです。これは各地点の高さで測った値で、同じ高さにそろえた値ではありません。
練習する
選択問題では答えを一つ選び、数値問題では指定された単位で数だけを入力します。観察の根拠や途中の計算は、記述課題で講師と確認します。
入力した答えは、ページを再読み込みするか離れるまで、このページのメモリ上に保持されます。保存済みの下書き、アカウントの成績、自動の宿題提出は作成されません。
自分の答えと記述
確認問題・資料・講師と使う課題
資料：東西の二地点
モデルAのPとQの気圧差は何 hPa ですか。
答えと解説
8
1016−1008＝8 hPaです。
資料：東西の二地点
モデルAで空気が進む向きと、風向の呼び方はどれですか。
- 東から西へ進むので、東の風。
- 西から東へ進むので、西の風。
- 西から東へ進むので、東の風。
答えと解説
西から東へ進むので、西の風。
Pの西側から東へ向かい、吹いてくる西が風向です。
資料：条件を入れ替える
モデルBで空気が動く向きはどれですか。
- 北のRから南のSへ。
- RとSを結ぶ向きには動かない。
- 南のSから北のRへ。
答えと解説
南のSから北のRへ。
南Sの1012 hPaが北Rの1006 hPaより高いです。
資料：条件を入れ替える
モデルBでこの風の風向をどう表しますか。
- 南。
- 北。
- 東。
答えと解説
南。
風は南から吹いてきます。
資料：同じ距離にある組を比べる
モデルCで、Xの気圧差はYの気圧差より何 hPa 大きいですか。
答えと解説
4
Xは8 hPa、Yは4 hPaで、差は4 hPaです。
資料：同じ距離にある組を比べる
モデルCで、空気を動かすはたらきがより大きいと考えられる組はどれですか。
- 組Y。
- 組X。
- XとYでは大きさに差がない。
答えと解説
組X。
距離は同じで、Xの気圧差の方が大きいです。
資料：同じ差で距離が違う
モデルDで、同じ長さあたりの気圧差がより大きい組はどれですか。
- U。
- V。
- UとVで大きさは等しい。
答えと解説
U。
6 hPaの変化が短い50 kmの間にあるUの方が、気圧の傾きが大きいです。
資料：同じ差で距離が違う
モデルDの二組を比べるために使った量はどれですか。
- 二地点のうち気圧が高い側の値と、二地点を結ぶ方角。
- 二地点の高さと、気圧の平均。
- 二地点の気圧差と、離れている距離。
答えと解説
二地点の気圧差と、離れている距離。
気圧差が同じでも、距離によって傾きは変わります。
資料：気圧差がない組とある組
モデルEで、二地点間の気圧差が0 hPaなのはどれですか。
- 組Jだけ。
- 組Kだけ。
- JとKの両方。
答えと解説
組Jだけ。
Jは両端で1010 hPaです。
資料：気圧差がない組とある組
モデルEで、二地点を結ぶ向きに気圧差で空気を動かすはたらきがあるのはどれですか。
- Jだけで、1010 hPa側から反対側へ。
- Kだけで、1014 hPa側から1010 hPa側へ。
- 両方で、低い気圧の側から高い側へ。
答えと解説
Kだけで、1014 hPa側から1010 hPa側へ。
Kにだけ差があり、高い側から低い側へのはたらきがあります。
資料：谷の風と単純なモデル
資料Fで、実際に観測した風向はどれですか。
- 東。
- 西。
- 北。
答えと解説
北。
風が北から吹いたことが観測結果です。
資料：谷の風と単純なモデル
資料Fで、モデルと観測の違いをどう扱いますか。
- 谷の向きなど、モデルに入れていない条件も調べる。
- 観測値を消し、モデルが示した向きを記録する。
- この谷で測った北風を使い、谷がない場所も含めて風の向きを決める。
答えと解説
谷の向きなど、モデルに入れていない条件も調べる。
地形などを加えて、違いに関わる条件を調べます。
資料：異なる高さで測った気圧
資料Gの二つの気圧を比べるとき、先に確かめる条件はどれですか。
- 測定した二地点の高さ。
- 二地点の間で最後に観測した風向。
- 高い気圧を記した数字の桁数。
答えと解説
測定した二地点の高さ。
AとBは異なる高さで、気圧は高さによっても変わります。
資料：異なる高さで測った気圧
資料Gで、水平な気圧差を考えるためのデータはどれですか。
- 山の上で測った気圧の記録を時刻別に並べ、高さが異なる地点に当てはめた値。
- 異なる高さの値を、差を取らず並べた値。
- 比較する地点を、同じ高さにそろえた気圧の値。
答えと解説
比較する地点を、同じ高さにそろえた気圧の値。
高さの違いを除いて、水平に離れた地点の気圧を比べます。
観察と考え方を講師と確かめる
資料：東西の二地点
モデルAで気圧差を求め、空気が進む向きと風向の呼び方を示しましょう。
答えと解説
差は8 hPaです。空気は高い西から低い東へ進みます。西から吹くので西の風です。
矢印の向きと、風の名前を分けて書きます。
- 1016−1008＝8 hPaを示す。
- 西から東への動きと、西の風という呼び方を対応させる。
資料：条件を入れ替える
モデルBで、どの地点からどの地点へ空気が動くと考えるか、気圧の値を使って説明しましょう。
答えと解説
Sは1012 hPa、Rは1006 hPaです。南のSが高いので、このモデルの空気はSからRへ動きます。
地図での上下より、気圧の大小を先に確かめます。
- SとRの値を比べ、Sの方が高いと示す。
- 高いSから低いRへ向かうと結び付ける。
資料：同じ距離にある組を比べる
モデルCで、XとYの気圧差を計算し、どちらの傾きが大きいか説明しましょう。
答えと解説
Xの差は8 hPa、Yは4 hPaです。同じ100 kmでXの差が大きいので、Xの傾きの方が大きいです。
同じ長さに対して、どのくらい値が変わるかを比べます。
- Xが8 hPa、Yが4 hPaと求める。
- 距離が同じという前提で、Xの傾きが大きいと説明する。
資料：同じ差で距離が違う
モデルDで気圧差が等しくても、傾きが同じではない理由を示しましょう。
答えと解説
どちらも差は6 hPaですが、Uは50 km、Vは100 kmです。短い距離で同じ変化があるUの方が傾きが大きいです。
値の差と、値が変わった距離を分けます。
- 両方の差は6 hPaで距離が異なると示す。
- 短い距離で同じ差が生じるUの傾きが大きいと示す。
資料：谷の風と単純なモデル
資料Fで、モデルの予想と観測の違いを示し、次に調べたい条件を書きましょう。
答えと解説
モデルは西から東ですが、観測では北から吹きました。南北に延びる谷に沿った流れなど、地形が関係する可能性を調べます。
予想を観測値に置き換えず、二つの結果を示します。
- モデルは西から東、観測は北からと示す。
- 谷の向きなど、違いに関係し得る条件を挙げる。
資料：異なる高さで測った気圧
資料Gで値をそのまま水平な差として使えない理由と、比べるために必要な値を説明しましょう。
答えと解説
AとBでは高さが違い、気圧は高さでも変わります。水平な気圧差を見るには、同じ高さにそろえた値を比べます。
標高が異なるときは、水平の違いと高さの違いを分けます。
- 観測地点の高さの違いが気圧に関わると説明する。
- 同じ高さにそろえた値を使うと述べる。
ワークシート
学習内容と参考資料
授業・宿題・次の記録につなげる
観察や測定の結果をもとに、生徒が何を根拠に考えたかを一緒に確かめましょう。印刷する場合は、生徒用には解答を付けず、講師用には解答と記述課題の評価の目安を付けます。年少の生徒には講師が紙の教材を用意します。生徒用のログインを使う場合は、利用条件と同意の手順を確認してください。
講師の方へ
教材にリンクを保存し、必要なときに生徒と共有できます。
この練習問題を保存ワークシート: 気圧差と風の向きをモデルで説明する
MomentDesk · https://momentdesk.com/ja/practice/explain-wind-direction-with-a-pressure-difference-model/
モデルの前提、気圧差を比べる範囲、空気の向きと風向の関係を説明します。
文部科学省：中学校学習指導要領解説 理科編 · 気象庁：風が吹く仕組み · 気象庁：気圧の傾き
読む文章・資料
東西の二地点
モデルAでは同じ高さで、西のPが1016 hPa、東のQが1008 hPaです。ここでは、気圧差以外の風への影響を考えません。
条件を入れ替える
モデルBでは同じ高さで、北のRが1006 hPa、南のSが1012 hPaです。気圧の差以外の影響は省きます。
同じ距離にある組を比べる
モデルCでは高さやほかの条件が同じです。100 km離れた組Xは1018 hPaと1010 hPa、同じく100 km離れた組Yは1014 hPaと1010 hPaでした。
同じ差で距離が違う
モデルDでは高さやほかの条件が同じです。組Uは距離50 kmで気圧差が6 hPa、組Vは距離100 kmで気圧差が6 hPaです。
気圧差がない組とある組
モデルEでは、高さも地点間の距離も同じ二組を比べます。組Jは両端が1010 hPa、組Kは一方が1014 hPa、もう一方が1010 hPaです。二地点を結ぶ方向の気圧差だけを見ます。
谷の風と単純なモデル
資料Fでは、西の観測点の気圧が東より高く、同じ高さのモデルでは西から東へ向かうと考えました。しかし谷にある実際の観測点では、北から風が吹きました。周りには南北に延びる谷があります。
異なる高さで測った気圧
資料Gでは、山の上の観測点AとふもとのBで気圧を測りました。Aは920 hPa、Bは1000 hPaです。これは各地点の高さで測った値で、同じ高さにそろえた値ではありません。
資料：東西の二地点
モデルAのPとQの気圧差は何 hPa ですか。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：東西の二地点
モデルAで空気が進む向きと、風向の呼び方はどれですか。
- 東から西へ進むので、東の風。
- 西から東へ進むので、西の風。
- 西から東へ進むので、東の風。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：条件を入れ替える
モデルBで空気が動く向きはどれですか。
- 北のRから南のSへ。
- RとSを結ぶ向きには動かない。
- 南のSから北のRへ。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：条件を入れ替える
モデルBでこの風の風向をどう表しますか。
- 南。
- 北。
- 東。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：同じ距離にある組を比べる
モデルCで、Xの気圧差はYの気圧差より何 hPa 大きいですか。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：同じ距離にある組を比べる
モデルCで、空気を動かすはたらきがより大きいと考えられる組はどれですか。
- 組Y。
- 組X。
- XとYでは大きさに差がない。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：同じ差で距離が違う
モデルDで、同じ長さあたりの気圧差がより大きい組はどれですか。
- U。
- V。
- UとVで大きさは等しい。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：同じ差で距離が違う
モデルDの二組を比べるために使った量はどれですか。
- 二地点のうち気圧が高い側の値と、二地点を結ぶ方角。
- 二地点の高さと、気圧の平均。
- 二地点の気圧差と、離れている距離。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：気圧差がない組とある組
モデルEで、二地点間の気圧差が0 hPaなのはどれですか。
- 組Jだけ。
- 組Kだけ。
- JとKの両方。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：気圧差がない組とある組
モデルEで、二地点を結ぶ向きに気圧差で空気を動かすはたらきがあるのはどれですか。
- Jだけで、1010 hPa側から反対側へ。
- Kだけで、1014 hPa側から1010 hPa側へ。
- 両方で、低い気圧の側から高い側へ。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：谷の風と単純なモデル
資料Fで、実際に観測した風向はどれですか。
- 東。
- 西。
- 北。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：谷の風と単純なモデル
資料Fで、モデルと観測の違いをどう扱いますか。
- 谷の向きなど、モデルに入れていない条件も調べる。
- 観測値を消し、モデルが示した向きを記録する。
- この谷で測った北風を使い、谷がない場所も含めて風の向きを決める。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：異なる高さで測った気圧
資料Gの二つの気圧を比べるとき、先に確かめる条件はどれですか。
- 測定した二地点の高さ。
- 二地点の間で最後に観測した風向。
- 高い気圧を記した数字の桁数。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：異なる高さで測った気圧
資料Gで、水平な気圧差を考えるためのデータはどれですか。
- 山の上で測った気圧の記録を時刻別に並べ、高さが異なる地点に当てはめた値。
- 異なる高さの値を、差を取らず並べた値。
- 比較する地点を、同じ高さにそろえた気圧の値。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
観察と考え方を講師と確かめる
ここからは講師と確認する記述問題です。自動採点の点数には含みません。
資料：東西の二地点
モデルAで気圧差を求め、空気が進む向きと風向の呼び方を示しましょう。
資料：条件を入れ替える
モデルBで、どの地点からどの地点へ空気が動くと考えるか、気圧の値を使って説明しましょう。
資料：同じ距離にある組を比べる
モデルCで、XとYの気圧差を計算し、どちらの傾きが大きいか説明しましょう。
資料：同じ差で距離が違う
モデルDで気圧差が等しくても、傾きが同じではない理由を示しましょう。
資料：谷の風と単純なモデル
資料Fで、モデルの予想と観測の違いを示し、次に調べたい条件を書きましょう。
資料：異なる高さで測った気圧
資料Gで値をそのまま水平な差として使えない理由と、比べるために必要な値を説明しましょう。
解答: 気圧差と風の向きをモデルで説明する
8
1016−1008＝8 hPaです。
西から東へ進むので、西の風。
Pの西側から東へ向かい、吹いてくる西が風向です。
南のSから北のRへ。
南Sの1012 hPaが北Rの1006 hPaより高いです。
南。
風は南から吹いてきます。
4
Xは8 hPa、Yは4 hPaで、差は4 hPaです。
組X。
距離は同じで、Xの気圧差の方が大きいです。
U。
6 hPaの変化が短い50 kmの間にあるUの方が、気圧の傾きが大きいです。
二地点の気圧差と、離れている距離。
気圧差が同じでも、距離によって傾きは変わります。
組Jだけ。
Jは両端で1010 hPaです。
Kだけで、1014 hPa側から1010 hPa側へ。
Kにだけ差があり、高い側から低い側へのはたらきがあります。
北。
風が北から吹いたことが観測結果です。
谷の向きなど、モデルに入れていない条件も調べる。
地形などを加えて、違いに関わる条件を調べます。
測定した二地点の高さ。
AとBは異なる高さで、気圧は高さによっても変わります。
比較する地点を、同じ高さにそろえた気圧の値。
高さの違いを除いて、水平に離れた地点の気圧を比べます。
記述問題の解答・確認の観点
資料：東西の二地点
モデルAで気圧差を求め、空気が進む向きと風向の呼び方を示しましょう。
差は8 hPaです。空気は高い西から低い東へ進みます。西から吹くので西の風です。
矢印の向きと、風の名前を分けて書きます。
- 1016−1008＝8 hPaを示す。
- 西から東への動きと、西の風という呼び方を対応させる。
資料：条件を入れ替える
モデルBで、どの地点からどの地点へ空気が動くと考えるか、気圧の値を使って説明しましょう。
Sは1012 hPa、Rは1006 hPaです。南のSが高いので、このモデルの空気はSからRへ動きます。
地図での上下より、気圧の大小を先に確かめます。
- SとRの値を比べ、Sの方が高いと示す。
- 高いSから低いRへ向かうと結び付ける。
資料：同じ距離にある組を比べる
モデルCで、XとYの気圧差を計算し、どちらの傾きが大きいか説明しましょう。
Xの差は8 hPa、Yは4 hPaです。同じ100 kmでXの差が大きいので、Xの傾きの方が大きいです。
同じ長さに対して、どのくらい値が変わるかを比べます。
- Xが8 hPa、Yが4 hPaと求める。
- 距離が同じという前提で、Xの傾きが大きいと説明する。
資料：同じ差で距離が違う
モデルDで気圧差が等しくても、傾きが同じではない理由を示しましょう。
どちらも差は6 hPaですが、Uは50 km、Vは100 kmです。短い距離で同じ変化があるUの方が傾きが大きいです。
値の差と、値が変わった距離を分けます。
- 両方の差は6 hPaで距離が異なると示す。
- 短い距離で同じ差が生じるUの傾きが大きいと示す。
資料：谷の風と単純なモデル
資料Fで、モデルの予想と観測の違いを示し、次に調べたい条件を書きましょう。
モデルは西から東ですが、観測では北から吹きました。南北に延びる谷に沿った流れなど、地形が関係する可能性を調べます。
予想を観測値に置き換えず、二つの結果を示します。
- モデルは西から東、観測は北からと示す。
- 谷の向きなど、違いに関係し得る条件を挙げる。
資料：異なる高さで測った気圧
資料Gで値をそのまま水平な差として使えない理由と、比べるために必要な値を説明しましょう。
AとBでは高さが違い、気圧は高さでも変わります。水平な気圧差を見るには、同じ高さにそろえた値を比べます。
標高が異なるときは、水平の違いと高さの違いを分けます。
- 観測地点の高さの違いが気圧に関わると説明する。
- 同じ高さにそろえた値を使うと述べる。