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下Ch2觀風雲 (2-1觀風雲 (天氣預報 (即時預報系統 (天氣尺度 (大尺度 (水平範圍;2000公里以上 (生命期:一週或以上…
下Ch2觀風雲
2-2成雲致雨
大氣垂直運動
與
雲雨的關係
降雨或降雪
強度
雲
上升運動愈弱
，降下的雨、雪
顆粒也就較小
，雲
垂直發展弱
，多
層狀雲
雲
上升運動愈強
，降下的雨、雪
顆粒也就較大
，雲
垂直發展強
，多
積雲、積雨雲
雲族與降水
發展旺盛的積雲
可降
小陣雨
高層雲與雨層雲可降連續性的雨
層積雲
可降
小雨
層雲
可降
毛雨
其他種類的雲則無降雨
積雨雲
通常伴隨
強度大但持續時間短的陣性降水
，有時可產生
雷電、冰雹
雲內可能存有
液態水或固態的冰晶、雪花或冰雹
，等他們成長到
夠重
時，就會向地面落下
環境大氣溫度
與
上升空氣塊溫度的垂直變化
上升空氣塊溫度的垂直變化
未飽和的空氣塊
如果
被迫上升
，將因
氣壓下降
而膨脹，造成
冷卻
，
每上升1公里溫度下降近10度C
大氣的穩定度
穩定
上升的空氣塊，其
溫度比周圍環境低
時，因
空氣密度較周圍大而重
，則會
下沉回到原高度
層雲或高層雲(
層狀雲
)
降水呈連續性、粒子較小、強度較弱
不穩定
上升的空氣塊
溫度比周圍環境高
，則會
繼續向上加速產生對流
積雲或積雨雲(
對流雲
)
降水多呈陣性、降水粒子較大、強度也較強
環境大氣溫度的垂直變化
對流層內平均每上升1公里
，溫度約
下降6.5度C
水在大氣中
的角色
水氣是溫室氣體
，會
吸收地表的紅外線輻射
，使
地表與大氣溫度不至於降得太低
相對溼度:參照上4-1
水的比熱大，溫度變化較小
，因而
海洋
具有
調節氣溫
的作用
舒適度指數
:相同溫度下，人體會因
溼度、風速
等因素而產生的
冷暖感受
。舒適度指數是根據
溫度與(相對)溼度
的變化，經換算所得的結果
水循環與能量的轉換傳遞:參照上4-1
2-1觀風雲
氣象觀測
依儀器放置位置，氣象觀測可分為:
地面觀測、高空觀測及遙測
(包含
雷達
與
衛星
觀測)
高空
觀測
地表以上至約30公里內不同高度的氣壓、溫度、濕度、風向及風速
每日
2次
，於台灣時間
08時與20時
觀測
儀器
20世紀後:飛機、火箭
1930年代後:無線電探空儀(雷文送)搭配氣球並附有GPS
早期:風箏或載人氣球
探空儀
內裝有
氣壓、溫度、濕度感應器及無線電發射器
，將其懸掛於氦氣球下方
氣球上升過程中，無線電發射器會不斷發送訊號，在由地面上的系統接收
由
GPS追縱氣球運動
，便可直接求出
大氣各層的水平風場
地面
觀測
以
觀測坪內的儀器
為主
室內:
氣壓計
觀測坪
:
百葉箱、雨量計、蒸發皿
等
降水量、蒸發量、
全天空輻射量
、日照時數、
雲量、雲狀、雲底高度、能見度
(
雲
的觀測必須
仰賴人工觀測
)
風力塔:風向計、風速計
每日
四次
於台灣時間
08時、14時、20時、02時
(
國際標準時間+8小時
)與
全球地面綜觀氣象站同步
進行
百葉箱:乾溼球溫度計、自記式溼度儀以及最高溫度計與最低溫度計
地面觀測坪
的設置地點應選擇
不致影響氣象的位置
，一般設置於
地勢平坦、空曠，四周無障礙物，鋪種淺草
的地面
百葉箱
:因設有溫度計與溼度計，所以百葉箱漆成
白色
，
四壁設計為百葉
，使
內外通風良好
並可以
避免陽光直曬
。為
避免地面輻射
影響，觀測儀器要擺放距地
1.5公尺
高。百葉箱開口在
北迴歸線以北朝北，南迴歸線以南朝南
最高與最低溫度計
都應
水平放置
，才不會因
重力作用
影響
地面測站和高空測站
氣象進行測量的
限制
測站彼此距離遠
，且
海上和偏遠地區
的觀測站十分稀少
近代逐漸發展出許多
遠距離觀測
方法，輔以
飛機、雷達、衛星
等
遙測技術
進行大氣觀測，以求取更完整的氣象資料
僅能在
測站當地
進行測量
遙感探測技術
參照下Ch6
氣象雷達
雷達天線發射的電磁波
碰到雲中水滴或冰晶
時，
一部份會反射
回到雷達，這些接收到的電磁波能量稱為
降水回波
雷達回波
強度
推知
雲雨的強度
強度愈高代表雲雨愈強
都卜勒氣象雷達
推知
雲雨的移動方向
運用
雲內降水粒子運動時產生頻率偏移
情形，可知雲雨接近還是遠離
時間差
推知
雲雨的位置
時間差愈大表示距雷達愈遠
可
對一定範圍
(約數百公里)內的
大氣進行觀測
天氣、氣候與人類活動
天氣、氣候與人類活動
人們
對天氣與氣候的知識與經驗運用
的實例:台灣的
騎樓式建築
、澎湖的
菜宅景觀、
金門
風獅爺
等
運用氣象資訊規劃民生建設
的例子:
台灣西部沿海
冬季的
東北季風
風力較強，可以
大規模開發風力發電
二十四節氣
反映
季節變化
，
氣象諺語
反映
各地天氣特徵
我國
中央氣象局
、美國的海洋暨大氣總署、歐盟的中期天氣預報中心、及日本的氣象廳都設有
氣象作業部門
天氣v.s.氣候
天氣
短時間內
大氣中各種氣象要素的空間分布與伴隨現象
午後雷陣雨、鋒面過境、熱浪、寒流
氣候
氣象要素或天氣現象
長時間的平均狀態
四季變化、月平均雨量
天氣預報
誤差
資料數量多寡
北半球
天氣預報在
陸地上比海洋準確
，是由於
觀測站數目較多
觀測資料本身誤差
預報愈久以後的天氣，和實際情況的差異愈大
流程
氣象觀測數據
氣象預報單位
電腦編碼、填圖、分析，產生天氣圖
電腦模式計算及模擬
產生預報圖
預報人員討論研判
1 more item...
即時預報系統
即時預報系統對
特定地點、時刻之現在到未來六小時間的預報
，對於較
劇烈的災害性天氣現象
(如豪大雨、強風、低溫、濃霧)發生時，
提供重要的氣象訊息
天氣尺度
大尺度
水平範圍;
2000公里以上
生命期:
一週或以上
季風
、副熱帶
高壓
、
鋒面
、溫帶
氣旋
中尺度
水平範圍:
2-2000
公里
生命期:
數小時-數天
颱風
、雷雨胞
尺度
:一個
天氣系統的空間大小
、或者
時間上持續的長短
小尺度
水平範圍:
小於2
公里
生命期:
1-2小時
以下
龍捲風、亂流
中央氣象局已建立
天氣資料整合暨即時預報系統(WINS)
來加強對
中小尺度劇烈天氣現象
的預報能力
天氣圖顯示當時的天氣系統，包括
高、低氣壓及鋒面
等，
透過分析可以瞭解天氣系統的走向、移動速度
，以及各種天氣系統伴隨的
天氣現象
預報圖可顯示未來不同時段
的高、低氣壓及鋒面等
環流系統
2-3大氣運動
溫度差異
與
大尺度環流
的關係
季風
冬季
陸地低溫
陸地高壓
陸吹向海
夏季
陸地高溫
陸地低壓
海吹向陸
歐亞大陸與太平洋交界
的
亞洲季風區
是世界上
季風現象最明顯
的地區
成因:
海陸介質比熱的差異
亞洲季風區
南亞夏季季風
西南季風
印度半島
成因與現象
南印度洋副熱帶高壓
氣流以
逆時鐘
方向吹出，形成
東南信風穿越赤道
地形
的影響
青藏高原
使西南季風
無法往北延伸
來自
熱帶海洋的暖濕空氣
受
高大山脈的抬升
，造成了印度半島的
雨季
東南信風
受到
東非地形的阻擋而轉向北
，
跨越赤道
後又受
科氏力影響
而轉為
西南風
東亞夏季季風
西南季風
台灣
成因與現象
夏季時源自
南太平洋與熱帶的西南季風
，常能到達台灣附近，造成台灣
暖而潮濕、午後常有雷陣雨
若
太平洋高壓增強
，會在台灣出現
偏南風或偏東南風
的情形
在
北半球夏季季風
由於受
海陸分布
與
西藏高原
地形的影響，可分為
南亞夏季季風與東亞夏季季風
季風
:因
季節變化
造成
盛行風向相反
的現象
溫度差異
與
局部環流
的關係
氣壓梯度力:參照上4-1
海、陸風與山、谷風
相鄰地區
因
加熱或冷卻程度的差異
造成的
地區性局部環流
海風v.s.陸風
海風
白天
陸地
高溫
陸地
低壓
陸風
晚上
陸地
低溫
陸地
高壓
成因
海陸交界處
，因陸地
比熱
較海水小，
氣溫易升易降
，形成
白天、夜晚水平方向的溫度差異
，造成風向的差異
海陸風
大約發生在
海陸交界處約數十公里的範圍內
山風v.s.谷風
谷風
白天
山坡高溫
，同高度的
空氣低溫
山坡較低壓
，同高度的
空氣高壓
暖空氣沿山坡爬升，風由山谷向上吹
山風
晚上
山坡低溫
，同高度的
空氣高溫
山坡較高壓
，同高度的
空氣低壓
冷空氣沿山坡下降，風由山上順坡向下吹
成因
山坡的溫度與同高度的周圍環境相比時，會因
白天吸熱、夜晚散熱
而有差異，導致
空氣密度不同
，因而造成風向的變化
發生在
地形高低起伏的山區
東北季風
對台灣的天氣影響
中央山脈
對台灣各地
天氣與氣候的影響
冬季
東北
季風
迎風:
北部、東北部及東部地區
天氣多
雲雨
背風:
中南部
地區則多為
晴天
夏季
西南
季風
迎風:
西南部
地區較
多雲雨
背風:
東北部與東部
則
多晴天
全台因
季風影響
與
地形效應
而呈現
多樣性的區域氣候
每年的
春末夏初(5-6月)
，
東北季風逐漸減弱，而西南季風逐漸增強
，兩股氣流若
在台灣附近相遇
，常會形成
梅雨鋒面
，造成持續約一個月的多雨期，稱為
梅雨季
竹風蘭雨
宜蘭
地區
迎風面
因
地形抬升
作用而多雨
東北季風
受
山脈阻擋
，部分氣流
繞過北部而向西北部沿台灣海峽南下
時，因
海峽寬度縮減
，
氣流速度增強
，造成
新竹
地區
風大
的現象，而有了
風城
之稱
夏季
:吹
西南風
，造成
台灣暖而潮濕、午後常有雷陣雨
；
冬季
:受
西伯利亞高壓
控制，盛行
東北季風