110年 - 110 國立中央大學_碩士班招生考試_大氣科學學系大氣物理：大氣動力學#105287

科目：研究所、轉學考(插大)◆大氣動力學 | 年份：110年 | 選擇題數：0 | 申論題數：10

試卷資訊

所屬科目：研究所、轉學考(插大)◆大氣動力學

選擇題 (0)

申論題 (10)

一、試由大氣垂直動量方程,利用氣塊法(parcelmethod)說明乾空氣垂直運動的定度與垂降溫率的關係,並依此以溫度垂直剖線圖說明逆溫層及平流層是非常穩定的大氣層。(15分)

(a)中緯度的綜觀運動大致處於熱力風平衡及梯度風平衡,依此說明強烈颱風環流的切線風速向上遞減時,其對流層結構應為暖心低壓。(10分)

(b)說明兩種颱風發展的主要理論CISK(conditional instability of second kind)與WISHE (wind-induced surface heat exchange)以及解釋二者異同(10分)

三、地轉調整(geostrophic adjustment)與羅士比變形半徑(the Rossby radius of deformation)大小有何關係?依地轉調整原理,若預報模式同化福衛七號的掩星觀測(溫、濕度垂直剖) 在低緯度及中緯度有何不同的效果?(10分)

四、準地轉系統提供重力位趨勢方程(geopotential tendencyequation),試由此方程中的地轉渦度平流(vorticityadvection)及差異性的厚度平流(differential thicknessadvection)來討論二者如何改變500hPa槽(trough)及脊(ridge)的重力位趨勢及涡度趨勢。(10分)

(a)Ertel位(potential vorticity)如何保守?其在大尺度對流層值約為多少?(5分)

(b)由Ertel位渦方程說明颱風眼牆的對流潜熱加熱對位渦收支之貢獻(5分)

六、試由熱力能量方程,證明濕空氣在運動時(已飽和或未飽和)的相當位溫(equivalent potential temperature)皆為近乎保守量(假設並無其它非絕熱過程),並說明其與條件性不穩定(conditional instability)的關係。(15分)

(a)直角座標(x,y,z)下水平動量方程式的向量型式為,其中V=u it vj為水平速度向量,氣壓p 處於靜力平衡(hydrostatic balnce)。試將此方程式表達於等壓座標(x,y,p),由此推導出垂直涡度方程式,並討論此方程式的各項物理過程如何改變渦度收支。(15分)

(b)試以雷諾分解(Reynoldsdecomposition)法將此等壓座標的動量方程式添加亂流通量項,並說明為何實務上不能使用原始預報方程式。(5分)