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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。
題目與答案
第1題
地球系統的輻射平衡方程為πܴଶ(1 −ߙ)ܵ= 4πܴଶߪܶସ,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)