#04 雲與降水

Wendy

發佈於不私藏的航空氣象學筆記

更新於 2022/05/12發佈於 2022/04/15閱讀時間約 6 分鐘

名詞解釋

比濕：單位濕空氣含水質量所占的比率

無論空氣氣壓與溫度如何改變，只要沒有與濕潤空氣混合、水蒸氣凝結或蒸發，該空氣塊的比濕值不變
理論上越高緯度比濕越小(因為水氣含量漸少)
對流層內高度上升，比濕值下降
I.T.C.Z 是比濕值最大的地區

混合比：濕空氣與乾空氣的質量比

★比濕和混合比的比較

EX: 乾空氣A克、濕空氣B克，則比濕=A/(A+B)、混合比=A/B

絕對溼度：單位體積空氣含水質量所占的比率

因為空氣塊體積會受氣壓影響而改變，所以絕對溼度很容易因此而改變

相對溼度(RH, relative humiditity)：單位體積空氣中水氣與該空氣塊實際所能容納水氣的比率，計算方式有兩種(第一種最常用)

(實際蒸氣壓/飽和蒸汽壓)*100％
水氣量/水氣容量

意義: 並非指空氣塊中實際的水氣量，而是指空氣塊有多接近飽和的程度

飽和：水氣蒸發量=水氣凝結量的時候
露點：水氣達飽和時的凝結溫度
蒸氣壓：空氣塊內部個別氣體的壓力
飽和蒸氣壓：某溫度下，水氣達飽和時的水氣分壓(溫度越大，飽和蒸氣壓越大)
實際蒸氣壓：空氣塊中所有水氣的含量

大氣穩定度【這個觀念超級重要】

上圖的示意圖解釋了大氣穩定度的概念，大氣是圖中的小球，小男孩則代表環境的外力，在穩定的狀況下，大氣在有外力的存在時，還是會回到原位；在不穩定的狀況下，大氣若被施加了外力，就會離開原本的地方不再回來。

大氣穩定度的決定在於空氣塊與四周環境溫度之間的比較，所以還記得下面這張大氣安定與否的圖嗎? 現在我們要來延伸解釋對流的概念，當空氣塊較周圍環境溫暖時，就像下圖右邊的情況，暖輕的空氣塊會想逃離原本的位置，因此形成不穩定的大氣，反之，當空氣塊較周圍環境冷重時，就像下圖左邊的情況，冷重的空氣快就會乖乖待在原本位置不想離開，即使有外力的施加，還是會想回到原本的位置。

有了基本的大氣穩定度的概念後，我們來談談三種大氣穩定度的分類:

絕對穩定: 當環境溫度遞減律小於飽和空氣塊的濕絕熱遞減率時
絕對不穩定: 當環境溫度遞減律大於飽和空氣塊的乾絕熱遞減率時
條件不穩定: 當環境溫度遞減律介於飽和空氣塊的乾溼絕熱遞減率之間時

以上是三個大結論，記住之後我們來詳細解釋這三個結論怎麼得到的

雲的分類

高層雲族: 卷雲(Ci)、卷層雲(Cs)、卷積雲(Cd)
中層雲族: 高層雲(As)、高積雲(Ac)
低層雲族: 層雲(St)、層積雲(Sc)、雨層雲(Ns)
直展雲族: 積雲(Cu)、積雨雲(Cb)

★代號背法: 卷積層高分別對應CCSA，即C=卷、C=積、S=層、A=高，所以可以由中文去反推英文，但是有Cd(卷積雲)、St(層雲)、Ns(雨層雲)、Cb(積雨雲)四個例外

雲的觀測

同步衛星: 又稱作「地球靜止衛星」，因為衛星繞地球一圈的周期和地球自轉的速率一樣，所以衛星看起來就像一直在地表某地的上方，所以能提供特定地區的連續觀測，但是軌道面距離地表較遠，所以影像沒有遶極衛星來得細緻
繞極衛星: 又稱作「太陽同步衛星」，因為此種衛星的繞行軌道經過南北兩極，所以軌道面和太陽照射地表的角度面是固定的，加上軌道面距離地表較近，因此相較於同步衛星，影像較細緻，可以彌補同步衛星的不足
可見光衛星雲圖: 藉由雲反射可見光的能力推估雲的厚度，白=雲厚(反射率高)
紅外線衛星雲圖: 藉由紅外線測溫度去推估雲的高度，亮=高度高(溫度較低)、暗=高度低(溫度較高)