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高考申論題 108年 [氣象] 大氣動力學

第 八 題

請試述 500 hPa 有西風動量輻合時,為何其下方有明顯的熱通量傳送,會減弱 500 hPa 因為動量輻合的西風增加量?(10分)
📝 此題為申論題

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面對波流交互作用(Wave-Mean Flow Interaction)的題目,首要切入點是「尤拉平均方程式(Eulerian Mean Equations)」與「二次環流(Secondary Circulation)」。先寫出緯向動量方程式,點出渦度動量通量輻合的直接加速作用;接著利用熱力方程式與地轉平衡的維持,說明低層熱通量如何激發非地轉的平均子午環流(Mean Meridional Circulation),最後推導該環流在上層產生的科氏力扭矩如何成為「煞車機制」,抵銷原先的西風加速。

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【破題】 本題核心探討大氣「波流交互作用」中,渦漩動量通量與熱通量透過激發「平均子午二次環流(Mean Meridional Circulation)」來維持熱力風平衡的物理機制。500 hPa 的西風增量會受到低層熱通量所激發之非地轉環流的科氏力扭矩(Coriolis torque)所抵銷。 【論述】

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