高普考題庫
101 年 101年公務人員高等考試三級考試暨普通考試

天氣學(包括天氣分析與天氣預報)

本卷皆為申論題,點「看答案與解析」查看擬答。

申論 1有關熱帶海洋地區大氣溫、濕度之典型垂直分布,試回答下列問題:㈠試繪圖表示在海平面至100 hPa間,熱帶海洋地區大氣位溫(θ)、相當位溫(θ)、e及飽和相當位溫(θ* )三者之典型垂直分布剖線 (作圖之橫軸為T,縱軸為p,並e可設此三者在海平面之值介於300-365 K)。(10 分)㈡承上小題,根據所作之圖,試討論大氣之垂直穩定度狀態,包括穩定或不穩定之種類與出現之氣層高度。(10 分)㈢承小題㈠,試說明如何應用所作之圖,估計大氣對流可用位能(convectiveavailable potential energy, CAPE)之大小,並說明理由。(5 分)
申論 2已知由運動學觀點,在xy 平面上由二維運動所產生之二維鋒生函數(frontogeneticalfunction, F)可表為:d1′F=|∇θ|=|∇θ[|Fcos2β−D]dtH2H1㈠試說明此式中F′、β、及D 等三個變數之定義(含數學式)分別為何?(10 分)㈡試應用此式,簡要討論變形場與位溫梯度(∇θ)之走向,對鋒生/鋒消作用之H影響為何?(5 分)㈢試應用此式,簡要討論五、六月臺灣附近(副熱帶)之滯留性梅雨鋒面,與一般中緯度冬季之冷鋒,其鋒生過程之主要差異為何?(5 分)
申論 3已知簡化之準地轉(quasi-geostrophic, QG)渦度方程式與熱能方程式分別為:r1∂ω∂χr∂Φ∇2χ=−fV⋅∇(∇2Φ+f)+f2 與 =−V⋅∇( )−σω0gf0∂p∂pg∂p其中χ=∂Φ/∂t,Φ為重力位,σ=−α(dlnθ/dp)為靜力穩定度參數,其他符號均為一般常用者。試回答下列問題:㈠試由簡化之QG 渦度與熱能方程式,推導出QG omega 方程式。(10 分)㈡試應用QG omega 方程式,分別診斷發展中之溫帶氣旋,在高層槽前與低層暖平流區所伴隨之垂直運動形式,並在物理上加以解釋。(15 分)101年公務人員高等考試三級考試試題 代號:37340類 科: 氣象科 目: 天氣學(包括天氣分析與天氣預報)
申論 4採用圓柱座標(r, θ, p)討論颱風時(r為半徑,θ為方位角),其速度分量為(V,rV, ω),則由軸對稱(切向平均)之徑向與切向運動方程式,可分別導出下列兩式:θ∂V∂∂Φ∂V∂V(f+ζ)θ=() 與 θ=−V(ζ+f)−ωθ+F∂∂∂∂r∂θprptp其中,上方橫線表切向平均,F為切向摩擦加速度,其餘符號均為一般常用者。試θ回答下列問題:㈠試問在導出第一式時,其力平衡假設為何?(5 分)㈡試應用此兩式,討論颱風渦旋之熱力與風場結構特徵,及其增強/減弱之機制為何?(10 分)㈢試討論颱風本身強度,對其結構與發展之影響為何?(5 分)
申論 5試說明下列有關數值天氣預報模式之問題:㈠何謂參數化(parameterization)?(5 分)㈡現行的數值天氣預報模式中,有那些過程需要進行參數化?(5 分)