高考申論題
109年
[氣象] 天氣學(包括天氣分析與天氣預報)
第 ㈠ 題
📖 題組：
請試述下列名詞之意涵：（每小題5分，共15分） ㈠乾絕熱中性（dry neutral） ㈡過冷水（supercooled water） ㈢動力對流層頂（dynamical tropopause）
請試述下列名詞之意涵：（每小題5分，共15分） ㈠乾絕熱中性（dry neutral） ㈡過冷水（supercooled water） ㈢動力對流層頂（dynamical tropopause）
乾絕熱中性（dry neutral）
📝 此題為申論題
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看到「乾絕熱中性」，應直覺聯想大氣靜力穩定度的判定。作答時必須精確寫出核心數學判定式（環境溫度遞減率等於乾絕熱遞減率，或位溫隨高度變化為零），並從氣塊受垂直擾動後的浮力狀態（無淨浮力）與能量轉換來解釋其物理機制與常見發生環境。
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「乾絕熱中性（dry neutral）」指未飽和的大氣環境層結處於中性平衡的狀態，其特徵包含： (1) 數學判定準則：環境溫度遞減率（$\Gamma$）恰好等於乾絕熱遞減率（$\Gamma_d \approx 9.8^\circ\text{C/km}$），即 $\Gamma = \Gamma_d$；若以位溫（$\theta$）表示，則該層大氣的位溫隨高度不變（$\partial\theta/\partial z = 0$）。 (2) 動力與浮力機制：當未飽和氣塊受外力產生垂直位移時，氣塊內部依乾絕熱過程冷卻或增溫，因其溫度變化率與周圍環境溫度變化率相同，氣塊溫度始終與環境溫度相等。因此，氣塊所受淨浮力為零，既無有效位能轉換為動能使其加速遠離（不穩定），亦無恢復力使其回到原位（穩定），而是會停留在擾動後的新高度。
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