普考申論題
114年
[氣象] 大氣科學概要
第 三 題
三、試繪出水的三相圖，說明其三相變化之重點，並利用冰與水的飽和水氣壓差異解釋冷雲中的冰晶成長過程。（25 分）
📝 此題為申論題
思路引導 VIP
看到此題應先構思三相圖的座標（溫度與水氣壓）及三相點位置，特別注意過冷水區間的兩條曲線（冰面與水面飽和水氣壓曲線）差異。接著將此物理特徵套用於貝吉龍過程（Bergeron process），依照「過冷水與冰晶共存 → 飽和水氣壓差 → 蒸發與凝華 → 冰晶成長」的因果邏輯鏈條作答。
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【破題】本題測驗大氣熱力學中水相變化的基礎概念，以及微觀熱力學特性（貝吉龍過程，Bergeron process）如何驅動冷雲降水的發展。 【論述】 一、水的三相圖與相變重點
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水三相圖與貝吉龍過程
💡 利用冰水飽和水氣壓差異解釋冷雲中冰晶奪取水氣成長之機制。
🔗 貝吉龍過程 (Bergeron Process) 邏輯鏈
- 1 環境共存 — 冷雲中冰晶與過冷水滴同時存在
- 2 壓差形成 — 環境水氣壓介於兩者飽和水氣壓之間 (ei < e < es)
- 3 質量轉移 — 水滴因未飽和而蒸發，冰晶因過飽和而凝華
- 4 成長降落 — 冰晶迅速長大，重量足以克服上升氣流而掉落
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🔄 延伸學習：延伸學習：此效應在 -12°C 至 -15°C 之間因壓差最大而最顯著。
