高考申論題
112年
[氣象] 氣候學(包括氣象統計)
第 一 題
📖 題組：
一、地球系統為了維持熱力平衡，低緯度地區多餘的能量會透過大氣及海洋環流傳送到高緯度地區。（每小題10分，共20分）
一、地球系統為了維持熱力平衡，低緯度地區多餘的能量會透過大氣及海洋環流傳送到高緯度地區。（每小題10分，共20分）
📝 此題為申論題，共 2 小題
小題 (一)
大尺度經向溫度傳送可由以下式子表示：
[vT] = [v][T] + [v*T*] + [v'T']
其中v為經向風，T為溫度，[ ]代表緯向平均，橫線代表時間平均，*代表空間距平，' 代表時間距平。請分別說明等號右邊三項的物理意義及各項在緯度上的貢獻差異。
思路引導 VIP
看到本題，首先應聯想到大氣熱量傳輸的「雷諾分解（Reynolds Decomposition）」。解題關鍵在於將數學算式精準對應到大氣動力機制：[v][T] 代表平均經向環流（如哈德里環流）、[vT] 代表定常渦旋/駐波（受地形及海陸分佈影響）、[v'T'] 代表瞬變渦旋（如中緯度溫帶氣旋）。隨後，以「低緯度」與「中高緯度」的物理環境差異為對照，說明這三項在不同緯度帶的貢獻佔比。
小題 (二)
請畫出北半球中緯度地區大尺度流場的500 hPa等高線與等溫線的氣候平均配置，並說明槽前、槽後的熱量及動量傳送方向分別是什麼？
思路引導 VIP
看到此題，應立即聯想到中緯度「斜壓波（羅斯貝波）」在經向熱量與動量傳輸扮演的關鍵角色。答題時須具象化描述圖形特徵（溫度槽落後高度槽），並運用擾動協方差（v'T' 與 u'v'）對比「槽前 vs. 槽後」的風向差異，推導出淨熱量與淨動量皆向高緯度傳輸的結論。