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大氣和海洋的變動 (大氣變化 (風 (垂直 (主要受力:垂直向的氣壓梯度力、重力, 氣壓由下往上遞減,氣壓梯度力向上), 水平…
大氣和海洋的變動
大氣變化
飽和與飽和水氣壓圖
大氣中水氣的含量稱為濕度
溫度越高能容納越多的水氣,等到水氣飽和時會發生天氣現象
相對溼度與露點溫度
相對溼度:實際水氣壓/飽和水氣壓,飽和時為100%
露點溫度:壓力與水氣皆不動的狀態下,降溫至剛好達到飽和稱為露點溫度,溫度越高含越多水氣,越接近氣溫表示相對溼度高
水的三向變化(固態、液態、氣態):因為水的相態改變而吸收或放出的熱稱為潛熱
相對溼度與露點溫度測量
乾球:表示實際氣溫
溼球:和乾球數據一起比對可以得到相對溼度和露點溫度
成雲致雨
成雲需要水氣凝結或凝華,達成的必要條件:水氣達到飽和、具有凝結核
空氣上升,體積膨脹,溫度下降
空氣下降,體積變小,溫度上升
常見空氣垂直上升方式
地形抬升
輻合作用
對流舉升
鋒面台引
風
垂直
主要受力:垂直向的氣壓梯度力、重力
氣壓由下往上遞減,氣壓梯度力向上
水平
主要受力:水平向的氣壓梯度力、科氏力、磨擦力
空氣水平運動就是風,高壓流向低壓
氣壓梯度力:氣壓差值稱為氣壓梯度,由高壓流向低壓,等壓線越密氣壓梯度力越大,風速越快
科氏力:地球自轉,空氣運動時所產生的一個假想偏向力,緯度越高科氏力越大,風速越快科氏力越大,北往右南往左偏
磨擦力:空氣流動時和地表產生的力,陸地磨擦力較大海洋較小
地轉風V.S.近地表的風
地轉風:離地1公尺的高空風,氣壓梯度力+科氏力,平行等壓線流動
近地表的風:氣壓梯度力+科氏力+磨擦力,與等壓線有一小夾角
北半球高地壓系統
高氣壓:中心下沉,高空逆時針輻合,地面順時鐘輻散,天氣晴
低氣壓:中心上升,高空順時針輻散,低空逆時針輻合,陰雨
天氣系統
鋒面:兩個不同溫度、溼度的氣團相交,會有垂直方向的空氣運動
氣團:氣溫、溼度與密度相近的一大氣團,會受發源地影響
鋒面的種類
暖鋒:暖空氣推著冷空氣,坡度較緩,多層雲,雨勢和緩,通過後溫度變暖
滯留鋒(梅雨鋒):冷暖風勢力相當,坡度較緩,陰雨連綿
冷鋒:冷空氣推著暖空氣,坡度較陡,多積雨雲,強烈的陣雨或雷雨,通過後溫度降低
囚錮鋒:冷鋒追趕上暖鋒,陣雨、連綿陰雨
大氣能量的傳送
低緯運動:太陽輻射吸收量>地表紅外線輻射,溫度升高
高緯運動:太陽輻射吸收量<地表紅外線輻射,溫度降低
大氣運動:太陽對不同緯度的地表加熱強度不一,以及地表紅外線輻射的不均勻,會導致大氣運動
能量收支平衡:大氣與海洋運動會輸送能量,達到能量收支平衡
聖嬰現象
正常年與聖嬰年的比較
正常年:赤道海域盛行東風,表面海流由東向西傳送
西太平洋:暖池,斜溫層深度深,地氣壓盤踞,降雨頻繁
東太平洋:涼,湧升流旺盛,斜溫層淺,高壓籠罩,氣候乾燥
聖嬰年:赤道東風減弱,表面海流向西傳送力量減弱溫暖海水由西向中間擴散
西太平洋:海溫下降,斜溫層變淺,氣壓下降,氣候乾燥
東太平洋:海溫上升,湧升流減弱或消失,斜溫層變厚,海溫上升,氣候潮濕
影響與預測:會影響全球的天氣結構分布和型態,近而造成全球天氣異常,無一定的規律
發現:在太平洋東邊中南美洲,每隔數年會發生海溫異常增溫,引起天氣反常的現象,由於發生在聖誕節前後當地居稱之為聖嬰現象
反聖嬰現象:聖嬰現象結束後恢復過度所造成的
海水的運動
波浪
海波改變海岸地形
波浪再近岸的侵蝕與堆積:波高越高能量越大,海岸線等深線會近似海岸線的形狀,在海灣處擴散,岬角處聚集
區域現象
海灣:海底等深線鬆散表示坡度平緩,波浪的前進方向在海灣處擴散,能量開始減弱
岬角:等深線越密坡度越陡,波浪在此聚集,無法沉積
沿岸流與突提效應
沿岸流的成因與功能:波浪推向岸邊,波鋒線不平行海岸線,形成沿岸流,常夾帶漂沙是搬運沉積物的主要營力
突提效應的成因與影響:沿岸流遇到防波堤使下游的泥沙量減少海岸線後退
波浪概念
特性:水分子進行上下方向的圓形或橢圓型運動
區域分類
深水波海域:水分子震盪未達海底時便消式,海底地形不會影響波浪前進
淺水波海域:受限制而扁化成橢圓形震盪,受地形影響,使得波速變慢,波長變長,波鋒堆高,最後的白花浪頭稱碎浪
成因:風吹拂海水面、海面氣壓變化、海面或海底地層劇烈震動等
潮汐
潮汐種類
半日潮:地球自轉一次有兩次高水位和低水位,半天就可以完成一個潮汐週期,時間約為12小時25分鐘
全日潮:地球自轉一次只有一個高水位和低水位,一天才能完成一個潮汐週期,時間約為24小時50分鐘
太陽與月球所造成的潮汐現象
大潮:一個月當中潮差最大的日子,日地月排成直線,日月引潮力最大,農曆初一、十五左右
小潮:一個月當中潮差最小的日子,日地月三者排成90度,日月引力最小,農曆初七、二十二左右
引力與潮汐現象
名詞解釋
潮差或朝高:高潮與低潮間的水位高低差,受陸地或海底地形影響,台灣以台中最大
潮間帶:高潮與低潮的海岸地帶
乾潮或低潮:下降到最低水位
潮汐週期:高潮-低潮-高潮或低潮-高潮-低潮所需的時間
滿潮或高潮:上升到最高水位
成因:星球之間的作用力引發海水垂直震盪
暴潮:颱風造成大浪又加上氣壓的影響使大浪不斷的翻上岸稱為暴潮,遇到大潮日子會引起海水倒灌
洋流
洋流的分類
風吹環流:順著風水平移動
溫鹽環流:海水的密度、鹽度、壓力出現差異所引起的流動,水平+垂直方向
功能:輸送熱能,調節高、低緯度的溫度差異
水團與溫鹽圖
溫鹽圖原理:測量海上某一點不同深度所測量出來的溫度和鹽度
用途:追蹤水團再不同海域的演變
水團:溫鹽性質相似的一團水
海水的運動形式
波浪:垂直
潮汐:垂直
海流
風吹環流:水平
溫鹽環流:水平+垂直
台灣冬夏兩季的海流
冬:黑潮、中國沿岸流
夏:黑潮、台灣海峽暖流
近岸潮流與海岸環境
潮波與潮流
潮波:受重力影響,水必從高處往低處流
漲潮流
退潮流
台灣的潮波:從東部(花蓮、成功)開始往南北高潮,在台中交會,台中有最大的潮差