民國110年 高考三級 氣象 大氣物理學(包括大氣輻射與雲物理)考古題

民國110年 高考三級 氣象 大氣物理學(包括大氣輻射與雲物理)收錄考選部官方試題,共 8 題可線上瀏覽,考選部未公告本科目答案。

官方資料

題目與答案

第1題

地球系統的輻射平衡方程為πܴ௔ଶ(1 −ߙ)ܵ= 4πܴ௔ଶߪܶ௘ସ,由此可得地球有效 平衡溫度ܶ௘= [(1 −ߙ)ܵ/4ߪ]ଵ/ସ。ܴ௔為地球半徑,ߪ=5.67 10-8W⋅m−2⋅K−4 為Stefan-Boltzmann constant 常數。 說明S、α的意義,以及此式成立的前提。(5 分) 以現今S、α的數值來計算,ܶ௘=254.6 K;此數值遠低於目前的全球地 表平均溫度(288 K),主要原因為何?(5 分) 太陽表面溫度約為5500 K,黑體電磁輻射光譜輻射度峰值波長(λ௣௘௔௞) 為527 nm;則在外太空觀察地球的λ௣௘௔௞為何?(5 分)

第2題

大氣粒子對電磁波的散射可分為雷利散射與米氏散射。此兩種散射的 分野為何?(5 分) 說明以下過程屬於何種散射:甲. 530 nm 光達掃描氣膠;乙. 550 nm 光 達掃描雲滴;丙. C 波段(4-8 GHz)雷達掃描雨滴。(15 分)

第3題

如圖,根據輻射平衡(radiative equilibrium)之假設所算出的對流層溫度 遞減率明顯高於實際大氣(global average)的溫度遞減率;說明其原因。 (5 分) Moist Adiabat Global Average (6.5 K km-1) Dry Adiabat (9.8 K km-1) Radiative Equilbrium

第4題

雲的反照率α 與雲光學厚度τ 的關係可表示為ߙ≈ ఛ ఛା଺.଻。߬= 2ߨݎଶܰℎ= ଷ௅ ଶఘೢ௥,ݎ為雲滴平均粒徑,ܰ為雲滴平均數量,ℎ為雲厚度,L 為單位面積 上的雲水含量,ߩ௪為液態水密度。假設L 為定值,說明何謂Twomey 效 應?此效應在薄雲與厚雲的狀況有何差異。(10 分)

第5題

假設空氣中雨水含量為1 g m 3,雨滴大小一致,數量濃度為1000 m 3。 雷達回波因子(單位為mm6 m-3)為多少dBZ?(5 分) 若雨滴終端速度為ܷ(ܦ) = ܽܦ,ܽ= 4000 ݏିଵ,則降水強度為多少mmh 1? (5 分)

第6題

說明雲內透過氣膠而進行「活化」(activation)與「核化」(nucleation) 過程的物理意義,以及此二過程所牽涉到的氣膠類型有何不同。(10 分)

第7題

試述雲內冰晶主要、次要成長習性(growth habit)的環境控制因子。 (10 分) 冰晶形狀偏離球型,對冰晶凝華成長與冰晶重力沉降有何影響?(10 分)

第8題

由能量守恆的觀點,如何判定冰雹收集過冷水會以乾成長或濕成長的形 式進行?(10 分)