高考申論題
108年
[氣象] 天氣學(包括天氣分析與天氣預報)
第 一 題
一、中緯度地區經常有溫帶氣旋（Extratropical cyclone）發生發展，伴隨冷暖鋒面帶來顯著天氣。試利用準地轉位渦方程（Quasi-Geostrophic Potential Vorticity Equation）說明溫帶氣旋的發展過程。（20 分）
📝 此題為申論題
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看到本題要求用「準地轉位渦方程」解釋「溫帶氣旋發展」，應立即想到「斜壓不穩定（Baroclinic Instability）」與「位渦思維（PV Thinking）」。解題時需先寫出 QGPV 定義及守恆方程，接著說明高低層位渦異常如何透過垂直穿透性相互激發並鎖相（向西傾斜），最後點出系統的能量來源（有效位能轉換為動能）與典型尺度。
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【破題】 溫帶氣旋的發展本質上是大氣斜壓不穩定（Baroclinic Instability）的表現。透過準地轉位渦（QGPV）守恆方程與位渦思維（PV thinking），可精確解釋高低層系統如何相互激發並轉化有效位能，導致氣旋迅速深化。 【論述】
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