101年公務人員普通考試試題 代號：44820 類 科： 氣象
科 目： 天氣學概要（包括基礎天氣分析與基礎大氣動力學）
考試時間： 1 小時 30 分 座號：
※注意： 禁止使用電子計算器。
不必抄題，作答時請將試題題號及答案依照順序寫在試卷上，於本試題上作答者，不予計分。
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一、試回答下列有關空氣塊絕熱遞減率之問題：
試定義何謂乾絕熱率（dry adiabatic lapse rate）？又，何謂濕絕熱率（moist adiabatic lapse rate）？（10 分）
已知熱力學第一定律可表為 dq = dh+dΦ，其中 q 與 h 分別為單位質量之熱能與 焓（enthalpy），Φ 為重力位。試導出空氣塊的乾絕熱率為何（含公式與數值，所 用變數均須說明）？（5 分）
試導出空氣塊的濕絕熱率為何（須說明所用變數）？（10 分）
二、試回答下列有關熱力風（thermal wind）之問題：
試說明熱力風與溫度分布之關係（包括量級大小）？（5 分）
試應用熱力風之觀念，討論當低對流層之低壓具不同熱力結構（冷心或暖心）時，
其與環流垂直變化特徵之關係為何？（5 分）
試應用熱力風之觀念繪圖簡要說明，當地轉風之風向隨高度逆轉（逆鐘向旋轉）
時，為何伴隨有冷平流？又，由圖中應該如何判別冷平流的強弱？（10 分）
三、已知設鋒面之等位溫線均為直線且相互平行，y 軸指向冷區，則由運動學觀點，
三維運動所產生之一維鋒生函數（frontogenetical function, F）可以下式表為：
) ( )
( )
( )
( )
( dt
d y z
y w y
y v x
y u y
dt
F d θ θ θ θ θ
∂
− ∂
∂
∂
∂ + ∂
∂
∂
∂ + ∂
∂
∂
∂
= ∂
∂
−∂
=
試說明其中那一項表示水平風切變形之作用？又其如何造成鋒生？（10 分）
實際應用時，等位溫線未必平行於 x 軸或變形場之軸線。試繪圖表示純變形場之風 場分布特徵，並討論變形場中之等位溫線呈何種走向時，將有鋒生作用？（10 分）
四、試回答下列有關颱風結構與發展之問題：
試繪俯視圖，以及通過其中心之垂直剖面圖，說明颱風（熱帶氣旋）之主要結構
（包括各組成部分之名稱、特徵、氣流、雲雨分布等）。（10 分）
由熱帶擾動發展為颱風的過程中，藉由氣旋尺度與積雲尺度間之交互作用，可以 建立一「正回饋」過程以逐步增強渦旋，試簡要敘述此正回饋作用之內容為何？
（10 分）
試由地轉調整之觀點，討論颱風發展過程中的「隨機性」與「確定性」階段之意 義及兩者間的主要差異為何？（5 分）
五、試說明為何數值天氣預報有「預報極限」的存在？對綜觀尺度而言，此極限約為多 久？（10 分）
