高考申論題
112年
[氣象] 大氣物理學(包括大氣輻射與雲物理)
第 一 題
📖 題組:
人為污染使凝結核數量濃度增加後,會造成雲滴的數量變多、尺寸變小。這樣的變化對於以下過程有那些正、負面的影響?(每小題5分,共15分)
人為污染使凝結核數量濃度增加後,會造成雲滴的數量變多、尺寸變小。這樣的變化對於以下過程有那些正、負面的影響?(每小題5分,共15分)
📝 此題為申論題,共 3 小題
小題 (一)
雨滴碰撞成長
思路引導 VIP
看到本題,應直擊暖雲降水核心機制:「碰撞結合過程(Collision-Coalescence)」。先由「尺寸變小且均一」切入,思考其對「終端速度差」與流體力學中「碰撞效率(慣性與繞流)」的負面抑制作用;接著再由「數量變多」切入,思考在特定條件下(如有巨型收集滴存在或進入冷雲區),數密度增加對碰撞頻率的潛在正面影響。
小題 (二)
白吉龍-芬代生過程
思路引導 VIP
先回顧白吉龍-芬代生過程的定義:混合雲中因冰面飽和水氣壓小於水面飽和水氣壓,導致過冷水滴蒸發、冰晶凝華成長的機制。接著從微觀物理角度切入,思考「雲滴變小、數量變多」對熱力學相變(蒸發與水氣傳輸)及動力學碰撞(凇附過程)的雙重影響,進而分列正負面效應。
小題 (三)
冰雹淞化成長
思路引導 VIP
看到這題,首先應聯想「淞化(Riming)」的物理定義,即冰相粒子與過冷卻雲滴的碰撞與凍結過程。接著從微觀動力學切入:雲滴尺寸變小如何影響慣性與「碰撞效率(Collision efficiency)」?再從宏觀雲物理角度思考:雲滴變小抑制了暖雨過程,將如何改變冰點高度以上「過冷卻水含量(SLWC)」的垂直分布?由此區分出正負面效應。