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普考申論題 111年 [氣象] 大氣測計學概要

第 一 題

📖 題組:
常用的大氣溼度中只有露點及相對溼度可以直接測量。 (每小題 10 分,共 20 分)
📝 此題為申論題,共 2 小題

小題 (一)

說明露點及相對溼度有何差異?

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解題時應首先精確引用 WMO 規範中對「露點溫度」與「相對溼度」的熱力學定義。接著,需從物理意義(絕對水氣量 vs. 飽和程度)、溫度依賴性(保守量 vs. 高度依賴氣溫)以及觀測儀器原理(冷鏡式光學檢測 vs. 電容式介電常數變化)三個維度進行深度的對比分析,以展現大氣測計學的專業素養。

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【破題】露點溫度(Dew-point temperature)為衡量空氣中「絕對水氣含量」之熱力學指標;而相對溼度(Relative humidity)則是反映空氣達到「水氣飽和程度」之相對指標,兩者在大氣物理意義與測量體系上有顯著差異。 【論述】 一、 WMO 標準定義與物理意義

小題 (二)

用何種方式或儀器可直接測量露點?並說明其原理。

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看到測量露點的題目,應立即聯想到 WMO 規範中具備高度準確性的『冷鏡式露點濕度計(Chilled-mirror hygrometer)』。答題時需切分為兩層次:首先點出儀器名稱,接著以『熱力學平衡(凝結與蒸發速率相等)』及『光學散射(露層導致反射光衰減)』兩大物理機制來詳述其閉環控制原理。

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【破題】 直接測量露點溫度的標準儀器為「冷鏡式露點濕度計」(Chilled-mirror dew-point hygrometer)。此儀器基於熱力學平衡原理,為 WMO CIMO 規範中具備高度準確性且可作為計量溯源標準的儀器。 【論述】

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