普考申論題
109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 四 題
📖 題組:
請試述下列名詞之意涵:(每小題5分,共25分) (一)艾克曼螺線(Ekman spiral) (二)寒潮(Cold surge) (三)相當位溫(Equivalent potential temperature (θe)) (四)氣團變性(air mass transformation) (五)露點溫度(dew-point temperature)
請試述下列名詞之意涵:(每小題5分,共25分) (一)艾克曼螺線(Ekman spiral) (二)寒潮(Cold surge) (三)相當位溫(Equivalent potential temperature (θe)) (四)氣團變性(air mass transformation) (五)露點溫度(dew-point temperature)
📝 此題為申論題,共 5 小題
小題 (四)
氣團變性(air mass transformation)
思路引導 VIP
看到「氣團變性」首先回想氣團的定義(廣大且溫濕度均勻的空氣塊),接著思考當它離開「源地」移動至不同性質的下墊面時會發生什麼事。答題應著重於變性的「原因/機制(熱力、動力交換)」以及「改變的物理量(溫度、濕度、穩定度)」,並舉一常見的天氣實例(如冷氣團南下)佐證。
小題 (一)
艾克曼螺線(Ekman spiral)
思路引導 VIP
看到「艾克曼螺線」,應立刻聯想到大氣邊界層中氣壓梯度力、科氏力與摩擦力的三力平衡。解題時需點出「風速隨高度增加而增大」及「北半球風向隨高度順時針偏轉直至平行等壓線」的幾何特徵,並交代其引發低層輻合輻散的動力機制。
小題 (二)
寒潮(Cold surge)
思路引導 VIP
看到「寒潮」,應聯想極地冷氣團爆發南下的物理過程。答題須涵蓋熱力/動力特徵(強冷平流、氣壓驟升、強風),並強烈建議補充臺灣氣象署的實務定義(臺北測站≦10.4℃)以展現實務常識,獲取高分。
小題 (三)
相當位溫(Equivalent potential temperature (θe))
思路引導 VIP
看到「相當位溫」,首先聯想其為「位溫」概念的延伸,加入了水氣凝結釋放「潛熱」的效應。作答時必須精確描述其物理過程(假絕熱抬升至水氣全凝結+乾絕熱下沉至1000 hPa),並點出其在乾、濕絕熱過程中皆「守恆」的特性,最後補充其在判斷大氣穩定度及氣團分析上的實務應用。
小題 (五)
露點溫度(dew-point temperature)
思路引導 VIP
看到「露點溫度」,首先應直擊其大氣熱力學定義:在氣壓與水氣混合比不變的情況下,空氣冷卻至水氣達到飽和時的溫度。接著需點出其代表「絕對水氣含量」的物理意義,並說明其與氣溫的關係(露點差),以及在天氣預報實務上(如判斷鋒面、預報霧或雲底高度)的應用價值。
氣團變性之機制與影響
💡 氣團離開源地後,隨路徑下墊面性質改變其原有溫濕度與穩定度。
🔗 氣團變性與天氣表現流程
- 1 離開源地 — 極地大陸氣團(cP)向南移出源地
- 2 下墊面交換 — 經暖海面吸收熱量與水氣,底層增溫增濕
- 3 不穩定度增加 — 溫差導致對流混合,垂直結構轉為不穩定
- 4 天氣表現 — 發展出層積雲,並在迎風面造成地形降水
↓
↓
↓
🔄 延伸學習:延伸學習:變性程度受移動速度、路徑性質與停留時間之長短影響。