高考申論題
105年
[氣象] 大氣測計學(包括傳統觀測與遙測)
第 一 題
一、風速風向儀的環境顯露度要求為何？試透過 u = (c^2 / 2L)(t_2 - t_1) 這一公式內涵來說明超音波風速風向計的運作原理，以及其和風杯風速計、螺旋槳風速計的優缺點。（20 分）
📝 此題為申論題
思路引導 VIP
看到此題，首先聯想 WMO 針對地面風場觀測的「10公尺標準高度與10倍障礙物距離」顯露度規範；其次，利用聲波順風與逆風的「飛時測量（Time-of-flight）」原理，配合聲速遠大於風速的物理假設進行公式推導與參數解釋；最後，從物理慣性（如超速效應）、頻率響應（亂流量測）及維護成本等維度，精準對比無動件（超音波）與機械式動件（風杯、螺旋槳）儀器的優缺點。
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【破題】風場觀測的代表性與準確度，高度仰賴觀測坪的環境顯露度（Exposure）以及儀器本身的物理感測機制。超音波風速計利用聲波運動學原理，突破了傳統機械式儀器的慣性限制，成為現代微氣象與高頻亂流觀測的標準。 【論述】 一、風速風向儀的環境顯露度要求（依據 WMO 觀測規範）
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