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四、大氣和海洋的變動 (4-1 大氣變化 ((二) 成雲致雨 (必要條件→水氣凝結或凝華→成雲 ((1) 必要條件1：水氣達到飽和, (2)…

- - - - (1) 相對濕度 = 實際水氣壓 / 飽和水氣壓
      - (2) 露點溫度：壓力、水氣含量不變動，降溫至恰好飽和時的溫度。
  - - - (1) 必要條件1：水氣達到飽和
      - (2) 必要條件2：具凝結核使水氣分子附著
    - - (1) 絕熱膨脹冷卻
        
        *1 空氣塊上升→外界氣壓變小→空氣塊體積變大
        
        *2 空氣塊體積膨脹→溫度降低
      - (2) 絕熱壓縮增溫
  - - - (1) 垂直
        
        *1 主要受力：垂直向的氣壓梯度力、重力
        
        *2 垂直氣壓梯度力向上(氣壓由地面向上遞減)
        
        *3 向上的氣壓梯度力與重力互相平衡→空氣在垂直方向流動不劇烈(每秒數公分)
        
        *4 雲的形成或劇烈天氣：雲內垂直速度達每秒數公尺
      - (2) 水平
        
        *1 主要受力：水平向的氣壓梯度力、科氏力、摩擦力
        
        *2 平常所指的風
        
        *3 高壓往低壓
    - - (1) 氣壓梯度力
        
        *1 高壓往低壓
        
        *2 氣壓梯度力越大(等壓線密)→風速越快
      - (2) 科氏力
        
        *1 大尺度運動系統較明顯
        
        *2 緯度高風速快科氏力大
        
        *3 科氏力永遠垂直於空氣運動方向
        
        *4 北半球偏右南半球偏左
      - (3) 摩擦力
        
        *1 近地表之空氣流動需考慮
        
        *2 方向與運動方向相反
        
        *3 陸地較大海洋較小
        
        *4 風有摩擦→風速下降→所受科氏力變小
    - - (1) 地轉風
        
        *1 離地1 km 以上的高空風
        
        *2 受力：氣壓梯度力、科氏力
        
        *3 流動方向：平行等壓線
      - (2) 近地表的風
        
        *1 近地1 km 以內
        
        *2 受力：氣壓梯度力、科氏力、摩擦力
        
        *3 流動方向：與等壓線有一小夾角(約15 - 25 度)
    - - (1) 高氣壓：反氣旋
        
        *1 高空逆時針輻合、中心空氣向下垂直流動、地面順時針輻散
        
        *2 晴朗
      - (1) 低氣壓：氣旋
        
        *1 地面逆時針輻合、中心空氣向上垂直流動、高空順時針輻散
        
        *2 陰雨
  - - - (1) 溫度、濕度、密度相近
      - (2) 性質受發源地區影響
      - (3) 範圍達數千km
      - (3) 臺灣：冬天有西伯利亞大陸冷氣團、夏天有太平洋暖氣團
    - - (1)兩個不同溫度、濕度的氣團交界面
      - (2) 範圍數百公尺到數公里
      - (3) 有垂直方向空氣運動
      - (4) 臺灣：冬天有冷鋒、春末夏初有滯留鋒(梅雨)
    - - (1) 冷鋒：冷空氣推暖空氣
        
        *1 坡度陡、多積狀雲
        
        *2 強烈陣雨、雨區位冷鋒前後位置(狹長地帶)
        
        *3 冷鋒通過後溫度急速下降
        
        *4 風向、風速明顯改變
      - (2) 暖鋒：暖空氣前進、冷空氣後退
        
        *1 坡度較緩、多層雲
        
        *2 雨式和緩、雨區位地面暖鋒之前
        
        *3 暖鋒通過後溫暖
        
        *4 風向：東南轉西南風
      - (3) 滯留鋒：冷暖氣團勢力相當
        
        *1 坡度較緩、一連串對流雲系
        
        *2 陰雨連綿、雨區廣闊時長
      - (4) 囚錮鋒：冷鋒追上暖鋒
        
        *1 陰雨綿綿或陣雨
        
        *2 天氣陰霾
        
        *3 囚錮鋒出現後溫帶氣旋漸轉弱
        
        *4 冷囚錮鋒：冷鋒後之冷空氣溫低於暖鋒前之冷空氣→暖鋒被抬升
        
        *5 暖囚錮鋒：冷鋒後之冷空氣溫高於暖鋒前之冷空氣→冷鋒被抬升
  - - - (1) 地表對太陽之吸收輻射量＞地表以紅外線向外輻射之損失量
      - (2) 淨輻射量＞0、溫度升高
    - - (1) 地表對太陽之吸收輻射量＜地表以紅外線向外輻射之損失量
      - (2) 淨輻射量＜0、溫度降低
- - - - (1) 海流(水平)
        
        *1 海水大規模往特定方向流動
        
        *3 例：風吹環流
        
        *2 洋流：大洋中得海流
      - (2) 海流(水平+垂直)
        
        *1 海水因密度變化產生大規模流動(過程緩慢、對全球海水循環重要)
        
        *2 例：溫鹽環流
      - (3) 波浪
        
        表面海水的水分子做上下方向之圓形或橢圓形運動
      - (4) 潮汐
        
        星球的引潮力造成海面週期性升降
    - - (1) 風吹環流
        
        *1 順主要高壓低壓之等壓線出現的盛行風系穩定持續吹拂海洋表面形成表面環流
        
        *2 流動方向：水平
        
        *3 赤道一帶：東風→(向西流動)赤道洋流。註：赤道洋流帶到西太平洋→西太平洋的暖池
        
        *4 考慮科氏力→艾克曼海流(表面海洋流害風向夾45°、平均流向和風向垂直)→副熱帶形成環流系統(緯度30°南北而來的艾克曼海流在此堆高+陸地邊界效應)→水位高之區域的高壓中心→下沉流→順時鐘方向旋出
      - (2) 溫鹽環流(密度流)
        
        *1 海水密度出現差異(因溫度、鹽度、水壓) 引起洋流流動
        
        *2 流動方向：水平+垂直
        
        *3 溫鹽環流起源於北大西洋、主要下沉區在北大西洋格陵蘭海域
        
        *4 北大西洋洋流(風吹環流)向北流動→海水釋出熱量且變冷、蒸發現象鹽度增加(外表曾海水冬季結冰亦會釋出鹽分)→表層海水密度增加→在北大西洋下沉至深海→形成北大西洋深層水
        
        *5 極區高密度表水沉降至2000 - 3000 m→往中低緯度海域→以極緩慢之速浮上洋面
      - (3) 大洋環流之影響
        
        *1 以輸送熱能調節高低緯度之溫差
        
        *2 影響海資源分布
        
        *3 影響海上運輸、先民遷徙
      - (4) 行星風系
        
        解釋不同緯度觀測到的大範圍風向此模型不考慮海陸差異、地軸傾斜
    - - (1) 水團：溫鹽性質相似之一團水
      - (2) 鹽度為橫軸、溫度為縱軸→溫鹽圖助了解水團特性
      - (3) 例：黑潮水比相鄰的東海水鹽度高一點、遠比加利福尼亞洋流高溫高鹽
    - - (1) 冬季：黑潮、中國沿岸流
        
        *1 東北季風→中國沿岸流(漁產：烏魚洄游)
        
        *2 黑潮主流：在臺灣東部由南向北、黑潮支流：在澎湖群島附近和中國沿岸流匯集
      - (2) 夏季：黑潮、臺灣海峽暖流
        
        *1 西南季風→臺灣海峽暖流
        
        *2 黑潮主流：在臺灣東部由南向北
  - - - (1) 風吹拂海面海面氣壓變化海面或海底地層劇烈震動最常見為風浪
      - (2) 水分子進行上下方向的圓形或橢圓形運動
      - (3) 波浪前進水分子不前進
      - (4) 海水摩擦力→消耗向下傳遞的震盪能量→深度越深水分子運動之圓周越小
      - (5) 風越大波長越長(通常數m到100多m)
    - - (1) 深水波海域
        
        *1 水分子的圓形震盪未達海底已消失
        
        *2 海底地形不影響波浪前進
      - (2) 淺水波海域
        
        *1 水分子的圓周上下震振盪碰到海底→受限扁化成橢圓形振盪
        
        *2 貼近海底的水分子水平的前後摩擦海底
    - - (1) 湧浪
        
        *1 主要為風吹造成離開風域還能持續傳遞的浪
        
        *2 狀如大片丘陵地形般的起伏晃動
        
        *3 遠方風暴產生短波能量消散快長波可傳送至遠方
        
        *4 颱風來襲前通常會有湧浪(長浪)先到達
      - (2) 海嘯
        
        *1 海底地震或海底山崩引發的超長波波浪(淺水波)
        
        *2 深水處波的起伏小、近岸淺水區波長縮短且波高增大→重大災害
      - (3) 瘋狗浪
        
        *1 民間俗稱
        
        *2 突發性的猛浪
        
        *3 可能是近岸波浪共振形成巨浪或外海長浪傳到近岸與近岸浪作用
    - - (1) 波浪近岸時會垂直於等深線前進(因近岸處深淺不一→波浪折射→海灣處擴散且泥沙沉降淤積、海岬處聚集且持續侵蝕)
      - (2) 沿岸流：海岸地帶搬運沉積物的主要營力
      - (3) 突堤效應
  - - - (1) 月球的引潮力 = 月球的萬有引力 + 月球旋轉的離心力
      - (2) 月球的萬有引力吸高地球上面、月球旋轉的離心力在相反方向甩出推高
      - (3) 太陽離地球太遠→地球潮汐主要受月球影響
    - - (1) 滿潮(高潮)
      - (2) 乾潮(低潮)
      - (3) 潮差(潮高)：加拿大芬地灣和中國錢塘江可達10多m、臺灣臺中最大
      - (4) 潮間帶
      - (5) 潮汐週期
    - - (1) 半日潮：地球自轉一圈有兩次高水位(或低水位)
      - (2) 全日潮：因緯度約為66.5° 自轉一圈只有一次高水位
      - (3) 混合潮：因有諸多變因影響
      - (4) 潮汐每天延遲50 min：地球自轉一圈同時月球也繞地公轉約12°
    - - (1) 大潮
        
        *1 一個月當中潮差最大之日
        
        *2 日月地排成直線
        
        *3 日月引潮力最大
        
        *4 時間：約初一、十五
      - (2) 小潮
        
        *1 一個月當中潮差最小之日
        
        *2 日月地排成90°
        
        *3 日月引潮力最小
        
        *4 時間：約上弦月、下弦月
    - - (1) 颱風造成海上大浪低氣壓特性將海面吸高→若中心近陸、強風朝向海岸吹來→氾濫成災
      - (2) 若發生在大潮之日災情更重→海水倒灌
- - - - (1) 正常年
        
        *1 赤道海域盛行東風→表面海流由東向西
        
        *2 溫暖表層海水在太平洋西岸堆積
        
        *3 東赤道海域表層由深層海水湧升補充→東岸表面水溫偏低
        
        *4 西太平洋：暖池(對流旺盛→降雨頻繁)、東太平洋：涼(湧升流旺盛→漁場、高壓→氣候乾燥)
      - (2) 聖嬰年
        
        *1 赤道原本盛行東風減弱→表面海流向西傳送力量減弱
        
        *2 溫暖表層海水由西向太平洋中間擴散
        
        *3 太平洋東岸湧升現象減弱→東岸表面冷水範圍縮小
        
        *4 西太平洋：海溫下降(氣候變乾燥→乾旱、森林大火)、東太平洋：海溫上升(湧升流減弱或消失→漁獲減少、氣候變潮濕多雨→水災)
- - - - (1) 重力→水由高處往低處流
      - (2) 潮汐即是一天有2次波峰(高潮)、波谷(低潮)→環繞地球一周→距離長→超級長波、是為潮波
      - (3) 漲潮流
      - (4) 退潮流
    - - (1) 潮波呈南北分立的兩個方向繞行臺灣本島→在臺中交會
      - (2) 漲潮流往臺中流(沿(1)之方向)、退潮流則反向
      - (3) 高潮差、最強潮流(可能有致命危險)發生在近海海域(隨海水漂流的物質葛能反覆往返例：發電廠排放熱水)