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普考申論題 106年 [氣象] 大氣科學概要

第 一 題

📖 題組:
四、(一)試從大氣降溫率的角度,說明何謂「絕對性不穩定」(Absolutely Unstable)?(5 分) (二)試從大氣降溫率的角度,說明何謂「條件性不穩定」(Conditionally Unstable)?(5 分) (三)請解釋為何當大氣具有顯著條件性不穩定度時,深對流容易發生?(5 分)
📝 此題為申論題,共 3 小題

小題 (一)

試從大氣降溫率的角度,說明何謂「絕對性不穩定」(Absolutely Unstable)?(5 分)

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看到「絕對性不穩定」,應直覺聯想到環境降溫率(Γe)與乾絕熱降溫率(Γd)及濕絕熱降溫率(Γm)的比較關係。作答時必須先點出「Γe > Γd」的核心定義,接著利用空氣塊抬升後的「溫度差」推導出「產生正浮力」的物理機制,最後補充常見的實務天氣情境。

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【破題】 「絕對性不穩定」(Absolutely Unstable)是指環境大氣降溫率大於乾絕熱降溫率的狀態,此時任何受擾動抬升的空氣塊(無論飽和與否)皆會獲得正浮力而持續上升。 【論述】

小題 (二)

試從大氣降溫率的角度,說明何謂「條件性不穩定」(Conditionally Unstable)?(5 分)

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看到「條件性不穩定」,首先必須精確定義環境降溫率(γ)與乾絕熱降溫率(Γd)、濕絕熱降溫率(Γm)的大小關係。答題核心在於展現邏輯推論:分別探討「未飽和空氣塊」與「飽和空氣塊」在此環境下被舉升時,其溫度與環境溫度的差異,進而推導出浮力方向與穩定度結果,點出「條件(飽和與否)」的物理意義。

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【破題】 「條件性不穩定」是指大氣環境降溫率介於濕絕熱降溫率與乾絕熱降溫率之間的狀態,其層結的穩定與否,完全取決於被舉升空氣塊是否達到水氣「飽和」之條件。 【論述】

小題 (三)

請解釋為何當大氣具有顯著條件性不穩定度時,深對流容易發生?(5 分)

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作答本題應先點出「條件性」的物理意義:需有初始外力將氣塊抬升至「自由對流高度(LFC)」。接著運用因果邏輯鏈條解釋:外力強迫抬升 → 水氣凝結釋放潛熱 → 氣塊溫度反超環境溫度(產生正浮力) → 釋放對流可用位能(CAPE),最終導致深對流爆發。

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【破題】 當大氣具有顯著條件性不穩定(環境降溫率介於乾、濕絕熱降溫率之間,$\Gamma_w < \Gamma_e < \Gamma_d$)時,大氣層次中蘊含龐大的潛在不穩定能量(對流可用位能,CAPE),一旦條件觸發,極易發展為積雨雲等深對流系統。 【論述】

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