民國115年 普通考試 氣象 大氣科學概要
第5題
請說明飽和空氣上升時的溫度降溫率（即濕絕熱降溫率）為何會較未飽 和時（即乾絕熱降溫率）要低些，此降溫率差異與上升速度及高度有何 關係？此外，對潮濕的空氣污染物，…
題目
請說明飽和空氣上升時的溫度降溫率（即濕絕熱降溫率）為何會較未飽 和時（即乾絕熱降溫率）要低些，此降溫率差異與上升速度及高度有何 關係？此外，對潮濕的空氣污染物，不管是否發生飽和，說明在何種大 氣環境降溫率下，其向上運動必是穩定的（不易擴散）或不穩定的（容 易擴散）？（20 分）
參考解答（AI 生成，非官方）
- 一、乾絕熱降溫率：未飽和氣塊上升時，依乾絕熱過程膨脹作功而降溫，Γ_d = g/c_p ≈ 9.8 K/km，過程中無潛熱釋放，降溫率為定值。
- 二、濕絕熱降溫率：飽和氣塊上升時水氣凝結釋放潛熱，部分抵銷絕熱冷卻，故降溫較慢，Γ_m 約 4～6 K/km。其式為 Γ_m = Γ_d (1 + L r_s /(R_d T)) / (1 + L² r_s /(c_p R_d T²))，其中 L 為潛熱、r_s 為飽和混合比。
- 三、與高度及上升速度之關係：隨高度增加，溫度降低、水氣減少，凝結量遞減，Γ_m 逐漸增大並趨近 Γ_d；上升速度本身不改變熱力公式，但快速上升時凝結物不易掉落（可逆過程），保留較多液態水，Γ_m 略小；緩慢上升則接近準飽和、降水移除之假設。
- 四、未飽和污染物：比較環境降溫率 γ 與 Γ_d。γ < Γ_d 為穩定（不易擴散），γ = Γ_d 為中性，γ > Γ_d 為不穩定（容易擴散）；若為逆溫層（γ < 0）則極穩定。
- 五、飽和污染物：改與 Γ_m 比較。γ < Γ_m 為絕對穩定；Γ_m < γ < Γ_d 為條件性不穩定，未飽和時穩定、飽和時不穩定；γ > Γ_d 為絕對不穩定。實務上仍須併同混合層高度、風速與逆溫強度評估擴散條件。
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。