高考申論題
106年
[氣象] 大氣物理學(包括大氣輻射與雲物理)
第 五 題
在雲動力過程中討論空氣的絕熱冷卻過程時,不論考量的是未飽和或飽和狀態時,其實均未考量逸入作用,在有考量逸入作用時,會有那些項目需要在計算過程中加進來考慮?(20 分)
📝 此題為申論題
思路引導 VIP
思考方向:首先指出「絕熱」代表氣塊為封閉系統,而「逸入作用」打破此假設,引入環境空氣的混合。接著從物理守恆定律出發,分項列出質量、熱力(感熱交換與蒸發潛熱)、水氣(稀釋與相變)及動量(動量拖曳)四個維度在計算時必須額外加入的修正項。
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【破題】 標準的絕熱冷卻過程假設上升氣塊為封閉系統,不與外界進行質量與能量交換。然而,實際雲動力過程中,雲邊緣的亂流會將環境空氣捲入雲內,即「逸入作用」(Entrainment)。考量逸入作用時,氣塊變為開放系統,必須在計算中引入質量、熱力、水氣與動量等面向的混合與交互作用項。 【論述】
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