普考申論題
112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 一 題
一、利用靜力平衡與理想氣體之狀態方程,導出兩層空氣間之厚度與其平均溫度之關係。說明七月份1000 hPa及700 hPa間之平均厚度圖大約會呈現怎樣的分布,並解釋此分布之成因。(25分)
📝 此題為申論題
思路引導 VIP
首先結合靜力平衡方程式與狀態方程式(理想氣體常數),透過積分推導出厚度方程式(Hypsometric Equation),確立『厚度與大氣層平均溫度成正比』的核心物理觀念。接著,將此數學結論應用於七月北半球的氣候特徵,從太陽輻射隨緯度變化及海陸比熱差異(夏季陸地增溫遠快於海洋)兩個大氣熱力學維度,具體描繪並解釋厚度圖的分布樣貌與成因。
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【解題思路】結合靜力平衡方程式與理想氣體狀態方程式推導厚度公式,證明等壓面間之厚度與氣層平均溫度成正比,再依此物理原理解釋七月因緯度輻射差異及海陸比熱不同所造成的對流層低層厚度分布特徵。 【詳解】 一、 兩層空氣間厚度與平均溫度關係之推導
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