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高考◆大氣動力學
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98年 - 098年高等三級暨普通高3_氣象#40367
> 申論題
二、試由自然座標(natural coordinates)推導梯度風平衡(gradient wind balance)方程式, 由作用力的平衡繪圖說明北半球此風場可存在正常低壓(氣旋式的流場)及不正常 低壓(反氣旋式的流場),並推論為何觀測上北半球的颱風都是正常低壓。(15 分)
相關申論題
三、利用環流量(circulation)與垂直渦度(vertical vorticity)的關係,導出自然座標 下的垂直渦度,其包括兩種分量組成,即風切渦度(shear vorticity)與曲率渦度 (curvature vorticity),請解釋二者之物理意義。又北半球強烈颱風為氣旋式流 場,低層是否會可以出現反氣旋式的垂直渦度?在何處?為什麼?(10 分)
#123982
四、原始的 Navier-Stokes 動量方程式只有分子黏滯項,並無渦流傳送項,請解釋 為何大氣預報模式都有渦流傳送項。在不穩定的加熱的近地面,由渦流相關性 (eddy correlation)解釋,亂流動能 TKE(turbulent kinetic energy)方程式中 之 MP(mechanical production)及 BP(buoyant production)都是使 TKE 增加。 (10 分)
#123983
六、對稱不穩定發生之機制需要等位溫( θ )面之斜率須大於等絕對動量(M)面之斜 率,證明此條件相當於環境場位渦須為負。(10 分)
#123985
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
一、試由垂直動量控制方程式(不考慮摩擦力) ,以尺度分析方法說明,擾動 場在何者情況必須考慮非靜力的情況;並由此說明大尺度運動、乃至強 烈颱風眼牆運動大致處於靜力平衡。(20 分)
#555626
五、地球大氣的能量會透過三胞環流不斷由熱帶往高緯度傳送,弗雷爾胞 (Ferrel Cell)雖是熱力間接環流仍可以將能量持續往高緯度傳送,請說明其傳送能量的機制為何?(20 分)
#547317
四、試說明何謂羅士比變形半徑?如何利用地轉調節之概念取捨數值預報模式的初始資料並解釋原因。(20 分)
#547316
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