民國115年 高考三級 氣象 大氣測計學(包括傳統觀測與遙測)

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題目

請解釋冷凝式露點儀之觀測原理,並敘述相較於其他濕度觀測的優缺 點。(15 分)

參考解答(AI 生成,非官方)

  • 一、觀測原理:冷凝式露點儀(chilled mirror dew-point hygrometer)以帕爾帖(Peltier)致冷器冷卻鏡面,發光二極體與光偵測器監測鏡面反射或散射光量。當鏡面溫度降至露點或霜點時,水氣凝結形成露或霜,光學訊號改變,伺服系統據此調節致冷電流,使凝結量維持平衡;此時鏡面溫度即為露點或霜點溫度。
  • 二、觀測內涵:露點是空氣在水氣分壓不變下冷卻至飽和的溫度;若鏡面低於 0°C 且凝結為霜,則得霜點。配合乾球溫度可計算相對濕度、水氣壓與混合比。此法是直接量測凝結平衡溫度,具一級標準(primary standard)性質,可追溯至溫度標準,常用於實驗室、校準與基準站。
  • 三、優點:準確度高,典型不確定度可達約 ±0.1 至 0.3°C 露點;長期穩定性佳,無電容式感測器常見的漂移問題;量測範圍廣,可從低露點到高濕;不需要已知水氣滲透膜或經驗校正;對溫度與壓力變化的物理意義明確。
  • 四、缺點與限制:響應較慢,尤其在低露點或低溫時,凝結平衡需時間;鏡面易受氣膠、油汙、揮發性有機物與汙染物附著,需定期清潔與維護;對流量、氣流與鏡面汙染敏感;設備成本與耗電較高,戶外長期無人運作困難;若凝結為過冷水或霜,需判定露點與霜點轉換。與電容式濕度計相比,冷凝式較準但較慢、較貴;與乾濕球溫度計相比,不受通風與濕球紗布汙染影響,但操作更複雜。

AI 依官方試題文字產生的參考解答,非考選部公告答案,內容僅供備考參考。

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