①雲底高度を凝結し始める高度として求める問題です。凝結し始める高度は、上のエマグラムのとおり、1000hPaの気温を乾燥断熱線に沿って温度変化させ、地上の露点温度をとおる等飽和混合比線と交わる高度となります。よって、雲底高度は960hPaで、用いた線は乾燥断熱線と等飽和混合比線です。
1000hPaの空気の温度は約16.5℃で、12g/kgの等飽和混合比線上にありますので、1000hPa、16.5℃の飽和混合比は12g/kgであることを意味しています。また、露点温度の破線は1000hPaで約14℃で10g/kgの等飽和混合比となっています。同じ1000hPaで空気の温度を下げたとすると、16.5℃のときは、飽和混合比が12g/kgなので、凝結していませんが、露点温度14℃になったときに、飽和混合比が10g/kgとなり、凝結が始まるということになります。つまり、この空気の混合比は10g/kgとわかります。
この10g/kgの混合比の空気を持ち上げたときは、乾燥断熱線に沿って空気の温度が低下していき、等飽和混合比も12g/kgから小さくなります。そして10g/kgの線と交わったときに凝結が始まるわけです。
②凝結を始めたあとは、乾燥断熱線ではなく湿潤断熱線に沿って空気の温度は下がっていきます。
このとき870hPa付近で持ち上げた空気塊は、周囲の空気よりも温度が高くなっていますので、空気塊の方が軽くなり、自然と上昇していくようになります。この高度を自由対流高度といいます。さらに上昇していくと440hPa付近で、逆に空気塊よりも周囲の空気の温度が高くなり、浮力がなくなります。
よってこのときの高度は50hPa刻みでは450hPaで、気温は縦軸を読み取り、-24℃となります。