#03 地球大氣、氣壓、風

大氣中熱的傳輸

• 赤道較其他地區接收更多熱能
• 熱能透過大氣環流、大氣中的水氣、洋流由赤道往兩極運輸

絕熱遞減率【這觀念很重要喔!】

• 絕熱過程:空氣塊受熱運動，在運動過程中不與外界環境交換熱能的現象
• 一般而言，因為經歷絕熱過程，空氣塊的溫度會隨高度升高而下降
• 乾絕熱遞減率:空氣塊上升或下降的過程，沒有凝結現象的發生時，氣溫變化約為10度C/公里(每上升1公里，氣溫下降10度C)
• 濕絕熱遞減率:空氣塊上升或下降的過程，有凝結現象的發生時，氣溫變化約為5或6度C/公里(每上升1公里，氣溫下降5或6度C)

位溫(θ)

• 定義:將某高度的空氣由乾絕熱變化移動到1000hPa(百帕)時的絕對溫度
• 意義:

1. 提供比較不同高度空氣塊的方式
2. 解釋了地球大氣勢穩定的，所以對流層內沒有強烈的對流使整個氣溫翻轉的情況(對流層內的氣溫隨高度上升而遞減，那麼照理說上方空氣塊較冷，密度較大應該會沉降並和下方的暖空氣發生對流，好讓空氣恢復到穩定態(冷空氣在下暖空氣在上)，但實際上卻不會如此，於是科學家發現，透過位溫將不同高度的空氣溫度進行比較後，其實是符合冷空氣在下暖空氣在上的情況的，所以對流層內沒有強烈對流讓整體氣溫出現翻轉)

對流層的氣溫南北分部

• 對流層頂=對流停止的位置(高度)
• 赤道地區接收最多熱能，所以對流層頂位置由赤道向兩極遞減
• 因為溫度的差異，所以會有噴流的出現

氣壓與風

• 氣壓定義: 單位面積上地表所承受的空氣柱重量
• 氣壓單位: 氣象學上常用百帕(hPa)，其他如:怕、毫米汞柱等，地表平均氣壓為1013百帕
• 風的形成: 空氣由高氣壓流向低氣壓
• 風向定義:風的來向，EX:東風=由東邊吹往西邊的風(圖例: ←)
• 高低氣壓是相互比較而來的，所以沒有絕對值
• 高氣壓中心是沉降的空氣，在地表上的氣流由中心向外幅散，在高空的氣流是由中心向內輻合
• 低氣壓中心是上升的空氣，在地表上的氣流由中心向內幅合，在高空的氣流是由中心向外輻散

三胞環流【超級無敵重要的觀念呀！一定要會的那種】

1. 赤道地區因為受太陽直射快速升溫向上飄離地表，所以赤道是低壓(縮寫為I.T.C.Z)
2. 低壓的氣流上升至某高度後開始向兩極輻散，直到南北緯約30-40度左右開始沉降，所以在地表形成高氣壓，然後氣流又因為接觸地表向高低緯度輻散【綜合1.和2.，形成哈德里環流】
3. 極區因為終年寒冷，空氣愈冷收縮沉降壓在地表上，所以極區是高壓
4. 在緯度66.5度左右的地方，因為有來自極區和緯度30-40度地區的空氣輻合，所以地面是相對低壓帶，中心空氣會向上升【綜合3.和4.，形成極區環流】
5. 費雷爾環流的產生是因為在哈德里環流和極區環流下，最後一個被科學家發現，然後被動產生的環流(和其他兩個環流相比，因為不是來自受熱能差異產生驅動例而生的，所以稱為被動)

1. 30-40度的高壓往赤道低壓吹，受到柯氏力影響，所以北半球吹東北信風，南半球吹東南信風
2. 30-40度的地區因為受科式力影響更大，風向會更明顯，約略會是西風，歐洲的緯度大約就是30-40度，由於古代貿易多靠船隻與洋流，順逆行西風會顯著影響貨物運送效率，所以西風別名又叫貿易風
3. 極區所受的柯氏力最大，風向趨近於東風

平流層驟暖

• 冬季平流層溫度急速上升的現象
• 北半球較南半球明顯(因為北半球有較多大規模山岳的分布，當風受到山的地形影響，會產生行星波(或稱山岳波)，冬季時候的行星波震幅較大時，若往平流層垂直傳播時，會造成平流層溫度上升，稱為平流層驟暖)
• 每年都會出現的現象，差別在於程度上的差異，因此造成的影響不同
• 當平流層變暖(破散)，極風噴流被往反方向吹，減弱的噴流速度，無法牢牢鎖住極區的冷空氣，使寒冷的極區空氣勢力往南侵，造成更冷的寒冬

北極震盪

• 冬天北極寒風會南下入侵
• 極鋒噴流是環繞極區的高速氣流帶，可以將極區的寒風鎖在極地
• 北極震盪(Arctic Oscillation)=北極寒風與極鋒噴流之間的拉扯關係
• 正北極震盪=極鋒噴流強勁=可以牽制冷風往南竄，高緯與溫帶地區冬天比較溫暖
• 負北極震盪=極鋒噴流減弱=關不住冷風往南竄，高緯與溫帶地區冬天比較寒冷
• 發生負北極震盪時，台灣也可能被影響出現超級寒流(影響程度取決於冷風勢力的強勁程度)
• 中央氣象局科普網站 北極震盪解說

北極放大

• 和全球暖化有關的現象
• 暖化讓極區與赤道溫差變小，使極風噴流的速度減緩，無法把寒冷得極地空氣鎖在極區，極區的冷空氣得以往南竄，造成冬季越來越冷
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