高考申論題
112年
[氣象] 大氣測計學(包括傳統觀測與遙測)
第 一 題
一、目前氣象業務單位使用的天氣雷達（weather radar），已經從 S-band、C-band逐漸推展到X-band、K-band波段。說明以上四種無線電頻率特性、波段及其在天氣監測和應用研究的觀測項目。（20分）
📝 此題為申論題
思路引導 VIP
看到雷達波段題，應立即聯想雷達物理中的『雷利散射（Rayleigh scattering）』與『大氣衰減效應』：波長越短，解析度與對小粒子靈敏度越高，但衰減越嚴重。作答時依序比較 S、C、X、K 波段的頻率/波長範圍、物理衰減特性，並結合其實務應用（如長程颱風監測至微觀雲物理研究）進行系統性論述。
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【破題】 天氣雷達透過發射電磁波並接收大氣中水象體（hydrometeors）的後向散射信號來探測天氣。根據雷利散射定律，雷達截面積（Radar Cross Section）與波長的四次方成反比（$\sigma \propto \lambda^{-4}$），而大氣衰減效應亦隨波長縮短而急遽增加。因此，不同波段在「探測距離」、「衰減程度」、「空間解析度」與「目標物粒徑」上各有取捨，形成了從廣域防災到微觀物理研究的不同應用面貌。 【論述】
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