申論 1考慮完整渦度方程式如下:∂ζ⎛∂ζ∂ζ⎞∂ζ⎛∂u∂v⎞+⎜⎝u+υ⎟⎠+w+ζ(+f)⎜⎝+⎟⎠∂t∂x∂y∂z∂x∂y⎛∂w∂v∂w∂u⎞df1⎛∂ρ∂p∂ρ∂p⎞+⎜⎝−⎟⎠+v=⎜⎝−⎟⎠.∂x∂z∂y∂zdyρ2∂x∂y∂y∂x討論各項之物理意義,並以中緯度綜觀天氣尺度進行尺度分析,寫出重要項。(15分)
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弱點分析
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申論 2定義相當位溫為θ ≈θ +0.25q (g kg),q 為水氣混合比,θ *為q 取飽和值之相當位溫。ee為何大氣「條件性不穩度」的條件是∂θ*∂z<0?討論大氣「邊界層」的「溫度」e和「水氣含量」對「條件性不穩度」之影響。(10分)
申論 3考慮在f 面上的一維線性淺水重力波控制方程式,波動之水平風場滿足地轉平衡情形∂u∂h=−g,∂t∂x∂h∂u=−H,∂t∂x∂hfu=−g.0∂y在此g 為gravity,H,h 分別為平均以及擾動水高。㈠以Fourier series分析波動頻散關係,此波動是否為頻散波?(5分)⎛u⎞⎛uˆ⎞⎜⎟=∑⎜⎟exp(ikx−ivt)⎜⎟⎜ˆ⎟⎝h⎠⎝h⎠k,v㈡分析u 與h 的相位,並討論波動傳送方向,畫出波動之相位圖。(5分)
申論 4何謂「可應用位能」?說明大氣緯向平均的「可應用位能」和緯向平均溫度梯度的關係,此能量非常大時會產生何種不穩度?最大不穩定波長之特性為何?討論其能量轉換。(15 分)
申論 5討論緯向平均u′v′>0,v′θ′>0之意義。畫這些物理量在對流層高層或低層示意圖,ggg討論 −∂(u′v′)∂y>0以及−∂(v ′θ′)∂y>0之物理意義。(10分)ggg
申論 6何謂熱力風平衡?畫出熱力風平衡示意圖。討論滿足熱力風平衡的暖心渦旋的渦度垂直結構。熱力風為西風時,上層氣壓梯度力減去下層氣壓梯度力的力差異指向何方向?(10分)年公務人員高等考試三級考試試題 代號:36570類 科: 氣象科 目: 大氣動力學
申論 7如果說「熱空氣上升,冷空氣下降」,為什麼討論「大氣穩定度」以及「浮力」所使用的氣象變數為「位溫」而不是「溫度」?大氣垂直穩定的條件為何?(10分)
申論 8以次環流調節熱力風平衡觀點,討論斜壓波通量傳送和大氣輻射如何驅使緯向平均三胞環流?討論為何哈德里胞(Hadley cell)是熱力直接環流,佛雷爾胞(Ferrel cell)是熱力間接環流?(10分)
申論 9若u為東西風,φ 為緯度,a為地球半徑,Ω為地球自轉角速率,在角動量(Ωacosφ +u)acosφ守恆原理下,靜止於赤道的氣塊被哈德里胞(Hadley cell)帶到φ 緯度,會產生西風還是東風?風速值為何?(10分)