高考申論題
110年
[氣象] 大氣物理學(包括大氣輻射與雲物理)
第 四 題
雲的反照率 α 與雲光學厚度 τ 的關係可表示為 α ≈ τ / (τ + 6.7)。τ = 2πr^2Nh = 3L / (2ρ_w r)，r為雲滴平均粒徑，N為雲滴平均數量，h為雲厚度，L為單位面積上的雲水含量，ρ_w為液態水密度。假設 L 為定值，說明何謂 Twomey 效應？此效應在薄雲與厚雲的狀況有何差異。（10 分）
📝 此題為申論題
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本題測驗氣溶膠-雲相互作用的核心機制。解題時應先從給定的公式切入，利用微觀物理推導『氣溶膠增加→雲滴數量增多、半徑變小→光學厚度增加→反照率上升』的邏輯鏈（Twomey效應）；接著對反照率公式 α(τ) 進行一階微分，以數學證明薄雲（低 τ）高敏感、厚雲（高 τ）趨於飽和的物理現象。
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【破題】 Twomey 效應（又稱氣溶膠第一間接效應）是指在雲水含量固定的前提下，大氣中氣溶膠濃度的增加會改變雲微物理特徵，進而提高雲層對短波輻射的反照率，對地氣系統產生冷卻作用。 【論述】
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