普考申論題
114年
[氣象] 大氣測計學概要
第 二 題
探空圖上常有逆溫層，說明為何在逆溫層處經常伴隨明顯的垂直風切，以及說明整層空氣下沉時為何易出現逆溫？（20 分）
📝 此題為申論題
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考生看到此題應先將大氣熱力學與動力學結合。前半題需聯想「逆溫層＝極強靜力穩定度＝抑制垂直混合」，進而推導出上下層空氣「退耦（Decoupling）」導致風切；後半題則需運用「乾絕熱下沉增溫」與「質量守恆導致垂直壓縮」的物理觀念，說明層頂與層底的相對溫度變化如何反轉溫度垂直遞減率。
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【破題】 探空圖（Aerological Diagram）上之逆溫層代表大氣具備極強的靜力穩定度。逆溫層伴隨明顯垂直風切主因為強穩定度抑制了動量垂直交換，導致上下層退耦；而整層空氣下沉易形成「下沉逆溫（Subsidence Inversion）」，肇因於大氣下沉時的乾絕熱增溫與垂直壓縮效應。 【論述】
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逆溫層與垂直風切
💡 逆溫層強穩定度抑制混合致風切，空氣下沉壓縮增溫成逆溫。
🔗 下沉逆溫形成之物理機制
- 1 整層空氣下沉 — 高壓系統導致空氣大規模由高空向下移動。
- 2 乾絕熱增溫 — 未飽和空氣下沉時，溫度依乾絕熱遞減率上升。
- 3 垂直壓縮效應 — 環境氣壓增加，氣層為維持質量守恆而厚度壓縮。
- 4 溫差擴大 — 層頂下沉距離較長，增溫幅度大於層底，形成逆溫。
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🔄 延伸學習：延伸學習：下沉逆溫常是造成城市霾害（污染擴散不佳）的主要原因。
