湿绝热直减率.ppt

10-1　水氣 10-2　成雲致雨 10-3　影響天氣的地理因素 水氣的影響 水氣屬於變動氣體。 水氣可同時與液態水及固態冰共存，且在三態的相變化中，有大量潛熱吸收或釋放，影響天氣現象的形成、全球高低緯度間收到太陽輻射量差異的平衡。 水氣的重要性 重新分配地球的能量：北半球赤道地區地面空氣輻合上升後流向高緯度，將赤道海面上蒸發的水氣一併往高緯區輸送，最後在高緯區凝結而釋出潛熱，使高緯度區偏低的溫度增溫，並也平衡了高、低緯度所接收到的太陽輻射量差距。 溫室效應：水氣也是一種重要的溫室效應氣體，能使地球成為一個冷熱溫差不會太過懸殊、適合生物生存的溫暖環境。 滋養生物。 形成雲的條件 空氣中具有凝結核。實驗證明，除去空氣中一切雜質後，相對溼度要達到420 %才有液態水凝結。無凝結核，則要高度飽和才能觸發凝結的作用。 水氣達到飽和。飽和方式有二： 增加水氣：需靠氣流經過洋面，因此並非各地都有。 降低溫度：達飽和最主要方式。 重要的垂直上升運動 為有效的「降溫」方式。 空氣塊上升 → 環境氣壓降低 → 空氣塊體積膨脹→ 空氣對外界環境作功 → 本身能量減少 → 溫度降低。 不須和外界交換熱能，就能改變溫度，稱為絕熱過程。 穩定及不穩定的空氣 乾絕熱直減率：乾空氣每上升1公里，溫度下降10℃。（左圖） 濕絕熱直減率：濕空氣上升達飽和時，水氣凝結釋放潛熱，因此每上升1公里，溫度下降的程度較小，形成較暖、較輕的空氣塊，而易於垂直上升（右圖）。 垂直上升運動之處 四種方式： 空氣受熱對流 地面低壓中心輻合 地形舉升 鋒面抬升 雲與降水 雲的形成不是因為水氣上升到高空，遇到高空較冷的環境而凝結，是靠體積變化所造成的絕熱過程來凝結。 雨滴的成長主要是透過雲滴降落時的彼此碰撞，小水滴併入較大的水滴，亦即水滴成長得愈大，愈能集結成小水滴，這過程稱為重力合併過程。 雲中細微水滴持續的凝聚，將成長到大氣浮力無法撐托的程度，此時便自空中落下形成降水。液態的降水為雨，固態的降雨為雪、雹。 影響天氣的地理因素：緯度 緯度越高的地區氣溫越低。當陽光照射到地表，同樣截面積的陽光在高緯區，會受地球曲面的影響而產生較大的投影面積，地面受陽光輻射增溫的能量較弱。 若地軸傾斜，陽光在高緯區投影面積變的更大，地面受陽光輻射增溫的能量也變得更弱。 影響天氣的地理因素：海陸分布 陸地是由比熱小於水的岩石組成，對熱吸收或釋放的速率均高於海水，這種海陸比熱特性上的差異，將對海陸交界地區的天氣產生不同時間長度的變化。 日變化：海陸風環流 年變化：季風 海陸風環流 日間海風，晚間日風。 東亞季風：夏季 夏季時太陽輻射較強，陸地吸熱增溫較海洋快，因此在陸地上形成低氣壓；海洋上因溫度相對低於陸地，則形成高氣壓，海平面高度的風向是由海洋吹向陸地 。 東亞季風：冬季 冬季太陽輻射減弱，陸地放熱冷卻速率比海洋快，陸地上形成高氣壓，海洋上則形成低氣壓，而海平面高度的風向是由陸地吹向海洋。 全球七月份等溫線分布 七月份時，半球為夏季，南半球為冬季。北半球的最高溫並不是出現在海洋面積占多數的赤道，而是出現在有廣大陸地分布的北緯20度內陸地區。 全球一月份等溫線分布 一月份時，北半球最低溫不是出現在北極，而是出現在有廣大陸地分布的北緯70度的內陸地區。 等溫線在海陸交界的地方會特別彎曲，由此可知，海陸因比熱不同而造成增溫效應不同。 影響天氣的地理因素：地形 在空氣上升運動區易成雲致雨，因此地球表面高低起伏的地形，也是造成天氣變化的重要推手。 地形對台灣天氣的影響： 南北雨季的差異 焚風與落山風 颱風副中心 南北雨季的差異 冬季東北季風受地形影響，在臺灣形成雨季的地區，以北部、東北部為主。 夏季西南季風受地形影響，在臺灣形成雨季的地區，以西南部為主。 焚風成因 潮濕空氣在迎風面，每上升1公里降低約6℃；越過山頂下沈，因空氣乾燥，溫度增加的比率提高為每公里增溫10℃。因此，空氣下山後，溫度變得比爬山前高了許多，即為焚風。（左圖） 須注意的是：乾燥的空氣過山，過山前後空氣溫度變化的比率都同為10℃／km ，溫度不會改變。 （右圖） 台灣的焚風與落山風 颱風副中心 颱風過境臺灣，強度幾乎都會減弱，甚至因為山脈阻擋低層的颱風環流，只讓高層的颱風環流通過山脈，而在山後由高層颱風環流對低層大氣引發氣旋式的環流中心，此即為颱風副中心。 * 恆春半島 東北季風盛行時，東北風越過不高的山脈，在下山時獲得加速 。 冬季之東北季風期 下坡風 落山風 台東為主 颱風夾帶充沛水氣，在環流跨越中央山脈後，強風由東部迅速下山增溫，有時會引起溫度將近40℃的焚風 。 夏、秋之颱風季 下坡風 焚風 影響地區 產生原因 發生季節 空氣運動 *