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大氣和海洋的變動 (大氣變化 (風 (影響空氣流動的力 (氣壓梯度力 (單位距離內氣壓差值 (氣壓梯度力垂直等壓線, 越密集 風速越大)), 科氏力…
大氣和海洋的變動
大氣變化
水的三相變化、飽和與相變
飽和水氣壓
大氣中水氣含量稱 濕度
開始凝結 則環境達飽和水氣壓
溫度越高 飽和水氣壓越高
相對濕度
定義
定溫下 定量空氣中實際水氣壓 / 飽和水氣壓 x100%
測量相對溫度、露點溫度
乾溼球溫度計
乾
氣溫
濕
若環境未飽和 濕球溫度<乾球溫度
相對溼度換算表
水的三相變化
水循環捨將熱量送至全球且造成各式天氣
水的相態改變所釋放or吸收的熱 稱潛熱
露點溫度
定義
壓力、水氣固定 降溫至恰飽和時的溫度
成雲致雨
水氣凝結、凝華條件
水氣飽和
具凝結核
絕熱膨脹冷卻
空氣上升 外界壓力下降 空氣體積上升 溫度下降
絕熱壓縮增溫
空氣下降 外界壓力上升 空氣體積下降 溫度上升
常見空氣垂直上升方式
地形抬升
輻合作用
風面抬升
對流舉升
風
影響空氣流動的力
氣壓梯度力
單位距離內氣壓差值
氣壓梯度力垂直等壓線
越密集 風速越大
科氏力
假想力 地球自轉所致
大尺度運動才明顯
永遠垂直空氣運動方向
緯度、風速越高 科氏力越大
摩擦力
空氣流動因與地表接觸
地表附近才需考慮
與運動方向相反
大小與接觸物質有關
地轉風
離地>1km
氣壓梯度力+科氏力
平行等壓線
流動方向
垂直
垂直向氣壓梯度力、重力
氣壓低向高遞減 梯度力向上
梯度力、重力 互相平衡
劇烈時 可達數m / sec
水平
水平向氣壓梯度力、科氏力、摩擦力
科氏力會使空氣流動時偏轉
摩擦力影響科氏力、風速大小
近地表的風
離地<1km
氣壓梯度力+科氏力+摩擦力
與等壓線夾腳15~25度
高氣壓
地面順時針輻散
高空逆時針輻合
中心空氣下沉
晴朗
低氣壓
地面逆時針輻合
高空順時針輻散
中心空氣上升
陰雨
天氣系統
氣團
定義
溫度、濕度、密度相近的一大團空氣
特性
性質受發源地影響
兩不同氣團相遇 不易混合
鋒面
定義
兩個不同氣團交界面
特性
有垂直方向空氣運動 常伴隨降雨、農雲
分類
冷鋒
冷推暖 暖被抬升
坡度陡
積雨雲 強陣雨、雷雨
冷鋒通過後 溫度下降
風向、風速明顯改變
暖鋒
暖推冷 暖抬升
坡度緩
雨勢和緩
暖鋒過後 氣溫上升
風向由東南轉西南
滯留鋒
冷暖相當 暖上升
坡度緩
對流雲系 陰雨
春末夏初發生於台灣 梅雨季
囚錮鋒
冷風趕上暖風
地面全是冷鋒
陣雨、陰雨連綿
過後溫帶氣旋減弱
大氣能量傳送
能量收支平衡
大氣、海洋運輸能量 使之平衡
高緯地區
輻射吸收<紅外線向外輻射
溫度下降
低緯地區
輻射吸收>紅外線輻向外輻射
溫度升高
大氣運動
因地表加熱不一
海水的運動
洋流
波浪
垂直
表面海水做上下圓、橢圓運動
風吹起的浪
海流
水平
大規模往特定方向流動
風吹環流
赤道一帶東風驅使向西流動
赤道洋流達西太平洋 形成西太平洋暖池
北赤道洋流達菲律賓後 往北移動 形成黑潮
水平+垂直
因密度變化 大規模流動
溫鹽環流
級區高密度表水下降至2.3000m 往中、低緯度擴散
冬季海水結冰釋出鹽分 表層海水密度上升
起源於北大西洋
潮汐
垂直
星球引潮力
日月引起的潮汐
功能
輸送熱能 調節高低緯溫差
影響先民遷徙
影響海上運輸
影響海洋資源分布
水團
溫鹽性質相似的團水
台灣海流
冬季
黑潮、中國沿岸流
盛行東北季風
黑潮主流流經台灣東部
中國沿岸流帶來漁產
夏季
黑潮、台灣海峽暖流
盛行西南季風
.
波浪
成因
風吹拂海面、海面氣壓變化、地層劇烈震動
特性
水分子上下呈圓形、橢圓運動
波浪前進 水分子步前進
海水摩擦力會消耗震盪能量
風越大 波長越長
深水波海域
水分子圓形運動 未碰至地底即消失
不受海底地形影響
淺水波海域
水分子因碰觸海底 橢圓運動
波動受海底地形影響
岬角
海底等身線密集
坡度陡
波浪能量聚集
銳利礁岩
海灣
海底等深線鬆散
波度緩
波浪能量散開
沙灘
潮汐
引潮力與潮汐現象
說明
月球引潮力=月球萬有引力+月地間旋轉離心力
太陽引潮力為月球40%
潮汐成因
星球之間的作用力引發海水垂直震盪
種類
半日潮
週期12hr25min
全日潮
週期24hr50min
太陽和月球所造成的潮汐現象
小潮
一個月中 潮差最小日
日月地呈90度
初7、22
大潮
一個月中 潮差最大日
日月地一直線
初1、15
暴潮
颱風造成大浪 低氣壓將海面吸高 強風吹拂
聖嬰現象
正常年
表面海流
東向西
西岸有溫暖表層海水
東岸溫度<西岸
東太平洋
斜屋層深度
深
湧升流
無
氣壓值
低壓
表面溫度
暖
氣候
對流旺 常下雨
西太平洋
斜屋層深度
淺
湧升流
旺盛 成為魚場
氣壓值
高壓
表面溫度
涼
氣候
乾燥
風向
赤道海域盛行東風
聖嬰年
表面海流
向西海流減弱
溫暖表層海水往太平洋中間擴散
太平洋東岸湧升流減弱 冷水範圍變小
東太平洋
斜屋層深度
變淺
湧升流
無
氣壓值
氣溫下降 氣壓上升
表面溫度
變涼
氣候
變乾燥
西太平洋
斜屋層深度
變深
湧升流
減弱或消失
氣壓值
氣溫上升 氣壓下降
表面溫度
變暖
氣候
變潮濕多雨 水災
風向
東風減弱
近岸潮流與海岸環境
潮波
受重力作用 週期半天
退潮流
漲潮流
高潮差 最大潮流 發生於沿岸水域
台中有最大潮差