普考申論題
113年
[氣象] 大氣科學概要
第 五 題
五、下圖為全球平均大氣輻射平衡收支，試根據短波和長波輻射，分別討論其中之物理意義。（20 分）
出處：交通部中央氣象署氣候問答
（https：//www.cwa.gov.tw/V8/C/K/Qa/index_all.html）
出處：交通部中央氣象署氣候問答
（https：//www.cwa.gov.tw/V8/C/K/Qa/index_all.html）
📝 此題為申論題
思路引導 VIP
看到此題，應先辨識此為「地氣系統能量收支圖」，核心概念為「輻射平衡」與「溫室效應」。解題需分為兩大部分：首先以太陽入射、反射（行星反照率）與吸收說明「短波輻射」作為系統主要能量來源的物理意義；其次以地表發射、大氣吸收、大氣窗及逆輻射說明「長波輻射」中溫室效應的作用，並可適度補充非輻射熱傳導（感熱與潛熱）如何共同維持地氣系統的能量平衡。
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【破題】 本圖為全球平均大氣輻射平衡收支圖（Earth's Energy Budget），展示了地氣系統如何透過吸收太陽短波輻射與發射地球長波輻射來達到能量平衡。地球氣候系統的平均狀態，取決於大氣層頂（TOA）的淨輻射量為零，以下分別就短波與長波輻射之物理意義進行探討。 【論述】
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全球輻射能量收支
💡 地氣系統透過短波吸收與長波排放維持動態能量平衡
| 比較維度 | 短波輻射 (Shortwave) | VS | 長波輻射 (Longwave) |
|---|---|---|---|
| 能量來源 | 太陽 (約 6000K) | — | 地表與大氣 (約 288K) |
| 光譜特徵 | 可見光、近紅外線 | — | 紅外線 |
| 大氣交互作用 | 大氣相對透明/反射 | — | 溫室氣體強烈吸收 |
| 主要物理意義 | 驅動系統的初始能量 | — | 決定保溫與冷卻機制 |
💬短波決定能量輸入總量，長波與非輻射機制決定能量如何滯留與散失。
