普考申論題
107年
[氣象] 天氣學概要(包括基礎天氣分析與基礎大氣動力學)
第 一 題
📖 題組：
三、試應用梯度風平衡的觀念，回答以下問題： (一)繪圖並說明，為何中緯度高層西風移行斜壓波的槽前（東側）伴隨有輻散，而槽後（西側）則伴隨有輻合？（10 分） (二)承上小題，在氣壓梯度相同的條件下，為何波長越短的波，其伴隨的輻合／輻散越強，且東移的速度越快？試說明之。（5 分）
三、試應用梯度風平衡的觀念，回答以下問題： (一)繪圖並說明，為何中緯度高層西風移行斜壓波的槽前（東側）伴隨有輻散，而槽後（西側）則伴隨有輻合？（10 分） (二)承上小題，在氣壓梯度相同的條件下，為何波長越短的波，其伴隨的輻合／輻散越強，且東移的速度越快？試說明之。（5 分）
📝 此題為申論題，共 2 小題
小題 (一)
繪圖並說明，為何中緯度高層西風移行斜壓波的槽前（東側）伴隨有輻散，而槽後（西側）則伴隨有輻合？
思路引導 VIP
看到「梯度風平衡」與「槽前輻散/槽後輻合」，應直覺聯想「曲率效應」導致的次地轉風與超地轉風。解題關鍵在於列出梯度風方程式，證明槽線風速小於地轉風、脊線風速大於地轉風，再利用氣流由槽到脊（加速）與脊到槽（減速）的過程解釋速度輻合與輻散，並輔以等高線波動圖說明。
小題 (二)
承上小題，在氣壓梯度相同的條件下，為何波長越短的波，其伴隨的輻合／輻散越強，且東移的速度越快？試說明之。
思路引導 VIP
本題測驗大氣動力學中波長對天氣系統發展與移動的影響。解答關鍵有二：首先，利用梯度風的地轉偏差與曲率半徑之關係，說明波長縮短導致曲率增大，進而加劇槽脊間的風速差異與散度；其次，藉由羅斯貝波相速公式 (Rossby wave phase speed) 或渦度方程散度項，解釋短波受 β 效應影響較小且局地變化率大，故東移較快。