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高考◆大氣動力學
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105年 - 105 高等考試_三級_氣象:大氣動力學#54144
> 申論題
七、繪出 Lorenz 的四格能量圖(four-box energy diagram)(以北半球為例),解釋準地轉 緯向平均氣流與渦流二者之動能及可用位能之收支,其中有兩種能量不能直接轉 換,請說明。(10 分)
相關申論題
二、⑴氣塊上升(下降)會產生絕熱冷卻(增溫),試以熱力學第一定律說明之。(10 分)
#200027
⑵說明飽和濕空氣塊上升會保守其相當位溫(equivalent potential temperature),由此 說明為何飽和濕空氣塊上升時降溫率會小於乾空氣的絕熱降溫率。(10 分)
#200028
三、恆定的(steady)強烈颱風大致呈梯度風平衡(gradient-wind balance),但常在最大 暴風處的邊界層頂附近出現超梯度風(super-gradient wind),試利用動量方程式解釋 之。(10 分)
#200029
四、何謂 Ertel 位渦(Ertel potential vorticity)?在何種情況下空氣塊須保守此位渦?請說 明位渦如何受到物理過程的作用而改變(生成或消減),試以副熱帶氣旋為例。(15 分)
#200030
五、試以小擾動的正壓渦度方程,決定羅士比波(Rossby waves)的頻散關係(dispersion relationship),並說明在均勻緯向西風下,對此固定不動的波(相對於地面),其群 速向東傳(造成下游擾動)。(15 分)
#200031
六、由尺度分析說明半地轉理論(semi-geostrophic theory)與準地轉理論(quasi-geostrophic theory)在動量方程式有何主要差異,並試利用半地轉模式來解釋跨鋒面環流 (cross-frontal circulation)之形成以及其中科氏力之作用。(15 分)
#200032
五、北半球中緯度地轉平衡的近地西風氣流(速度 U),若突然向北位移,依 絕對角動量守恆,說明其會如何繼續運動。(20 分)
#555630
四、請由高度座標的水平動量方程式(忽略摩擦力),推導出垂直渦度方程 式,並討論其各項物理過程如何造成氣塊的絕對渦度隨運動的變化率, 由此說明為何其非保守量,但位渦可為保守量,並解釋其原因。 (20 分)
#555629
三、由氣壓座標之基本方程,導出熱力風方程式,由此說明在北半球的地轉 風向隨高度轉變與冷、暖平流的關係,並由此說明在非洲撒哈拉沙漠如 何在低對流層形成東風噴流。(20 分)
#555628
二、試由大氣熱力能量方程式,推導出飽和濕空氣的相當位溫及說明其物理意 義,同時證明在運動時其為近乎保守量(假設無其它非絕熱過程) 。(20 分)
#555627
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