申論 1假設中緯度某地1000-700 hPa 等壓面間之氣柱厚度為2.9 公里，在其東方500 km處之氣柱厚度為3 公里，試問：（每小題5 分，共10 分）㈠兩地間熱力風大小和方向為何？㈡承上題，若此時伴隨冷平流現象，請畫出熱力風、1000hPa 地轉風、700hPa 地轉風三者之向量關係。f=10−1s−1g=8.9m s−2【提示：科氏參數；重力常數】
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弱點分析
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申論 2大氣垂直方向之渦度方程式可寫成：d∂u∂v∂w∂v∂w∂u1∂ρ∂p∂ρ∂p(ς+f)=−(ς+f)(+)−(−)+(−)dt∂x∂y∂x∂z∂y∂zρ2∂x∂y∂y∂x㈠說明等號右邊第二和第三項之物理意義。（10 分）㈡以中緯度綜觀系統為例，利用尺度分析簡化渦度方程式。（5 分）
申論 3何謂「布辛尼克近似」（Boussinesq Approximation）？ 透過此近似如何改寫大氣控制方程式（包含：水平動量方程式、垂直動量方程式、熱力方程式、連續方程式）？（10 分）
申論 4下圖為一個典型中緯度綜觀擾動垂直結構（東西向剖面圖），利用準地轉ω 方程式診斷出A、B、C 三處之大氣垂直運動方向，並解釋其原因。（10 分）Pressure (hPa)500 x < 0x > 0ABC101年公務人員高等考試三級考試試題 代號：37370類 科： 氣象科 目： 大氣動力學eik(x−ct)phase
申論 5根據二層準地轉模式，設有之波動解形式，可推導出斜壓波之相速（speed）為：β(k2+λ2)c=U−±δ1/2m22+λ2k(k2)其中β2λ4U2(2λ2−k2)δ=−Tk4(k2+2λ2)2(k2+2λ2)U+UU−UU=13 ； U=13m2T2λ2 =f2/(σΔp2)試問：（每小題5 分，共15 分）㈠討論斜壓不穩定產生之條件。㈡最不穩定斜壓波之波長為何？㈢為何β 效應有穩定長波之功能？
申論 6赤道β -平面線性淺水方程式可寫成為：dudφ−βyv+=0dtdxdvdφ+βyu+=0dtdydφdudv+gH(+)=0dtdxdy其中u ,v分別為x 向和 向風速，φ=gh為擾動重力位場、H 及分別代表平均及擾hy動厚度，β=df /dy代表科氏參數隨緯度變化趨勢。（每小題5 分，共15 分）㈠利用小擾動法（perturbation method）推導Kelvin 波之相速。㈡寫出擾動重力位在y 方向之函數關係。㈢畫出Kelvin 波之空間結構。
申論 7何謂大氣可預報度？影響大氣可預報度的因素有那些？中緯度綜觀尺度擾動可預報期限大約多長？（10 分）
申論 8等壓座標下，大氣角動量方程式可寫成：DΜ⎡∂Φ∂τx⎤=−acosϕ⎢+gE⎥Dt⎣∂x∂p⎦其中M=(Ωacosϕ+u)acosφ代表絕對角動量，Ω為地球自轉角速度，a 為地球半徑，ϕ 為緯度，u 為緯向風，Φ為重力位，τ x代表緯向渦流垂直輸送。E㈠解釋角動量方程式等號右邊兩項之物理意義。（10 分）㈡利用角動量守恆，解釋為何緯向平均大氣環流不可能為單胞環流？ （5 分）