高考申論題
114年
[氣象] 大氣動力學
第 四 題
四、試說明何謂羅士比變形半徑？如何利用地轉調節之概念取捨數值預報模式的初始資料並解釋原因。（20 分）
📝 此題為申論題
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看到「羅士比變形半徑」，第一步要寫出定義公式（Lx = √(gH)/f 或 NH/f），並指出它是區分重力波與地轉平衡主導尺度的關鍵長度。接著連結「地轉調節」機制：根據尺度分析，當系統尺度 L > L_R 時，風場向質量場調節；當 L < L_R 時，質量場向風場調節。最後應用於數值模式：大尺度系統應以觀測氣壓場/高度場為主，小尺度系統則應信任觀測風場。
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【破題】羅士比變形半徑是衡量旋轉流體中科氏力與重力（或浮力）相對重要性的空間臨界尺度；地轉調節則是流體在破壞平衡後，風場與質量場互相適應以達到新地轉平衡的動力過程。 【論述】 一、羅士比變形半徑（Rossby Radius of Deformation, $L_R$）
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羅士比變形半徑與地轉調節
💡 依據羅士比變形半徑判定尺度大小，決定風場與質量場的調節方向。
| 比較維度 | 大尺度系統 (L > Lr) | VS | 小尺度系統 (L < Lr) |
|---|---|---|---|
| 慣性主導 | 質量場 (有效位能) | — | 風場 (動能) |
| 調節方向 | 風場向質量場調節 | — | 質量場向風場調節 |
| 預報取捨 | 採信質量場觀測 | — | 採信風場觀測 |
💬羅士比變形半徑是區分「誰調整誰」與「初始化取捨」的動力關鍵。
