高考申論題
106年
[氣象] 氣候學(包括氣象統計)
第 一 題
📖 題組:
地球能量收支決定氣候系統的變異。試說明:(每小題 10 分,共 30 分) (一)大氣層頂能量收支平衡的特徵。 (二)地球地表能量收支的特徵。 (三)全球暖化形成的原因。
地球能量收支決定氣候系統的變異。試說明:(每小題 10 分,共 30 分) (一)大氣層頂能量收支平衡的特徵。 (二)地球地表能量收支的特徵。 (三)全球暖化形成的原因。
📝 此題為申論題,共 3 小題
小題 (一)
大氣層頂能量收支平衡的特徵。
思路引導 VIP
看到「大氣層頂能量收支」,首先應聯想能量守恆定律在氣候系統邊界的應用,即「太陽短波輻射輸入」與「地球長波輻射輸出」的平衡關係。接著,必須點出其「緯度分佈不均」的特徵(低緯盈餘、高緯虧損),並延伸至這股熱力不平衡如何轉化為動力機制,驅動全球大氣與海洋環流進行經向熱量輸送。
小題 (二)
地球地表能量收支的特徵。
思路引導 VIP
看到地表能量收支,應立即聯想到能量平衡方程式:淨輻射(Rn) = 潛熱(LE) + 感熱(H) + 地表熱傳導(G)。論述時需分層次:先說明輻射項的特徵(短波吸收多、長波因溫室效應流失少,導致淨輻射為正),再說明非輻射項如何平衡(以潛熱通量為主導,感熱為輔),最後點出此收支機制的氣候學意義(驅動水循環與大氣環流)。
小題 (三)
全球暖化形成的原因。
思路引導 VIP
作答本題必須扣緊題組背景「地球能量收支」。不要只寫「人類排放二氧化碳」,應從物理機制切入,比較「正常狀態的自然溫室效應」與「異常狀態的人為輻射強迫」,並說明長波輻射截留如何導致能量收支不平衡(進入大於輸出),最後輔以氣候系統的正回饋機制(如冰雪-反照率回饋)來完善論述。
地球能量收支平衡
💡 能量收支決定全球氣候,平衡中存有緯度差異以驅動環流。
🔗 能量收支驅動氣候機制
- 1 短波輻射輸入 — 太陽光進入,扣除反照率後被氣候系統吸收
- 2 緯度熱量差異 — 低緯盈餘、高緯虧損,產生南北向溫度梯度
- 3 經向熱量輸送 — 大氣與海洋環流將過剩熱量由赤道往極區傳遞
- 4 長波輻射逸散 — 系統向太空釋放能量,最終達成全球動態平衡
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🔄 延伸學習:延伸學習:人為溫室氣體會阻擋長波輻射逸散,是全球暖化的核心物理原因。