一、請推導並說明何謂靜力平衡近似（hydrostatic approximation）及其適用的條件。（20 分）

五、中緯度準地轉擾動的能量流動如下圖所示，由平均可用位能流向擾動可用位能(p') ，最後流向擾動動能(K')。圖中代表擾動地轉流函數（perturbation geostrophic streamfunction），ω'代表擾動氣壓垂直速度（perturbation pressure velocity），下標 1, 2, 3 分別表示高層、中間層及低層大氣。〈 〉 代表緯向平均。請從能量轉換的觀點，解釋為何中緯度準地轉系統的結構必須隨高度往西傾斜。（20 分）