高考申論題
115年
[氣象] 大氣測計學(包括傳統觀測與遙測)
第 四 題
請比較杯式風速計（cup anemometer）與超音波風速計（ultrasonic anemometer）在量測原理、反應速度與觀測限制上的差異。（20 分）
📝 此題為申論題
思路引導 VIP
本題要求比較兩種不同世代/機制的風速觀測儀器。必須嚴格依照題幹要求的這三個面向作答：1.「量測原理」（機械阻力 vs 聲波傳遞時間差）、2.「反應速度」（機械慣性 vs 高頻無延遲）、3.「觀測限制」（啟動風速、超速效應、結冰 vs 降雨/飛鳥遮蔽、聲速受溫度影響）。
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【考點分析】 測驗考生對傳統機械式風速計與現代遙測聲學式風速計之了解，評估其在不同環境條件下的適用性與觀測誤差來源。 【理論/法規依據】
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風速計儀器特性比較
💡 比較機械式與電子式風速計之原理、慣性反應及環境適用性。
| 比較維度 | 杯式風速計 (Cup) | VS | 超音波風速計 (Ultrasonic) |
|---|---|---|---|
| 原理 | 機械風阻產生轉矩 | — | 聲波傳遞飛行時間差 |
| 反應速度 | 具機械慣性，反應慢 | — | 無慣性，適合高頻取樣 |
| 量測維度 | 僅水平二維風速 | — | 可解算三維風場 |
| 啟動風速 | 有下限 (需克服摩擦力) | — | 無下限 (可測極微風) |
| 負面效應 | 超速效應 (高估均值) | — | 強降雨干擾聲波傳遞 |
💬杯式適合一般氣候長期監測，超音波則是高精度科研與三維亂流觀測的首選。
