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高考◆大氣動力學
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98年 - 098年升官等、98年關務人員升官等薦任_氣象#40368
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題組內容
一、解釋名詞:(20 分)
⑴絕對渦度向量(absolute vorticity vector)
其他申論題
【已刪除】五、若二維簡化問題之內重力波頻率(v)與波數之關係為 其中 為東西向基本風速,N 為浮揚頻率,k 與 m 分別為水平及垂直方向之波數。 此山嶽波相速(phase speeds)及群速(group velocity)向何方向傳播?試由此關係 決定穩態的(steady-state)二維山嶽波相位須向上游傾斜。(15 分)
#123984
六、對稱不穩定發生之機制需要等位溫( θ )面之斜率須大於等絕對動量(M)面之斜 率,證明此條件相當於環境場位渦須為負。(10 分)
#123985
【已刪除】七、針對連續成層流體,Rayleigh 理論提出準地轉系統之解須滿足其中 a 與 b 為正值, q 為準地轉平均場之位渦,u 為平均風速, ci 為相速 c 之虛部值, 流體南北寬由-L 至 L,z*則相當於高度。由此限制討論滿足擾動不穩定的條件(斜壓、 正壓及下邊界作用等)。(15 分)
#123986
【已刪除】八、經假設後(如無摩擦曳力 drag)之緯向平均準地轉系統可得到橢圓方程式為 其中 H 為大氣 scale height,緯向平均之流函數 χ 及非絕熱加熱率 J ,描述南北及 垂直(y-z)剖面,即子午向環流(meridional circulation)。請以此方程式來討論所 謂三胞環流之 Hadley cell 及 Ferrel cell 形成的主要機制及作用。(15 分)
#123987
⑵正壓大氣(barotropic atmosphere)
#123989
⑶ Hadley 環流(Hadley circulation)
#123990
⑷β 平面(β-plane)
#123991
二、什麼是地轉平衡?試繪一簡圖表示受力平衡關係。如空氣受到地表摩擦影響,地轉 平衡關係如何改變?試亦以圖示之。(20 分)
#123992
三、試分別就東西方向與南北方向運動,解釋在北半球因地球自轉空氣會向右偏轉的原 因,並寫出相關之運動方程式。(20 分)
#123993
【已刪除】四、中高緯度綜觀尺度運動(synoptic-scale motion)垂直渦度方程式(vorticity equation) 可近似為: 方程式中等號左項為追隨地轉運動之時間變化率,ζ為相對渦度(relative vorticity), f 為科氏參數(Coriolis parameter),u 與 v 為兩風速分量。試對此方程式進行對於 中高緯度綜觀尺度運動之尺度分析(scale analysis),估計各項目大小,並討論此方 程式之物理意義。為何綜觀尺度運動為接近無幅散(quasi-nondivergent)?(20 分)
#123994