高考申論題
105年
[氣象] 大氣動力學
第 七 題
七、繪出 Lorenz 的四格能量圖（four-box energy diagram）（以北半球為例），解釋準地轉緯向平均氣流與渦流二者之動能及可用位能之收支，其中有兩種能量不能直接轉換，請說明。（10 分）
📝 此題為申論題
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看到此題，應先在腦海中建構 Lorenz 能量循環的四個方塊（Pz, Pe, Kz, Ke），並畫出非絕熱加熱（生成）、摩擦耗散以及四個直接轉換項的箭頭。接著，從數學（緯向平均的物理量相乘）與物理機制（斜壓、正壓轉換、平均經向環流）解釋收支。最後點出因為緯向平均的數學正交性與流體動力關聯，跨越性質的能量（如 Pz 與 Ke）無法直接轉換。
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【破題】 Lorenz 能量循環（Lorenz Energy Cycle）是理解大氣大尺度環流動力學的核心框架，它將全球大氣能量分解為緯向平均（Zonal mean）與渦流（Eddy）兩部分，並進一步區分動能與可用位能，藉以闡明輻射驅動如何最終轉化為維持大氣運動的機械能。 【論述】
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