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2 觀風雲 (觀風雲 (天氣 氣候與人類 (氣候是指氣象要素或天氣現象長時間的平均狀態, 24節氣反映季節,諺語反映天氣特徵,人會用隊天氣或氣候…
2 觀風雲
觀風雲
氣象觀測
高空觀測
觀測項目
地表上至約三十公里內不同高度之氣壓 溫度 濕度 風向及風速
可由GPS得知經緯度,由氣壓推知高度,並可推球風向和風速
儀器
早期使用風箏或載人氣球,20世紀後使用飛機和火箭,1930年代後使用無線電探空儀搭配GPS系統
時間
每日兩次於台灣時間8時 20時觀測
遙測
主動式遙測(氣象雷達)
探測器主動發射探測波至被探測物上,藉反射訊號的發生時間 強度或頻率上的變化來辨識其特性,藉時間差決定其方向與距離
可以對數百公里內的大氣進行觀測,發射的電磁波遇到神中水滴或冰晶時反射形成降水回波,時間差推知雲與位置,強度頹知雲與強度,都卜勒氣象雷達推知雲雨的移動方向
被動式遙測(多數衛星)
不自行發射探測波,只能接收由被探測務所放出或反射的訊號
依飛行軌道分圍繞極衛星和同步衛星,一電磁波種類拍攝的雲圖分為可見光衛星雲圖 紅外線衛星雲圖和水氣頻道雲圖
地面觀測
以觀測坪內的儀器為主,每日四次,8時 14時 20時 2時與全球地面綜觀氣象站同步進行
觀測坪:百葉箱 雨量計 蒸發皿,觀測降雨量 蒸發量 全天空輻射量 日照時速 雲量雲狀雲底高度和能見度(仰賴人工觀測)
風力塔:風向計 風速計 室內:氣壓計
百葉箱:乾濕球溫度計 自記式濕度儀 最高最低溫度計,觀測現在氣溫和最高最低溫
天氣預報
天氣預報的功能和誤差
天氣圖可以顯示當時的天氣系統,透過天氣圖的分析可了解天氣系統的走向、移動速度等天氣系統伴隨的天氣現象
誤差原因:資料數量多寡、觀測資料本身的誤差
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
即時預報系統
天氣尺度
即時預報系統主要針對特定地點與時刻之現在到未來六小時的較劇烈災害性天氣現象提供重要的氣象資訊
中央氣象局建立一套天氣資料整合暨即時預報系統,可彙整高時空解析度的即時氣象資料,加強對中小尺度劇烈天氣現象的預報能力
流程
1 氣象觀測數據 2 氣象預報單位 3 電腦編碼填圖分析,產生天氣圖
4 電腦模式計算模擬 5 產生預報圖 6 預報人員討論研判
7 做出天氣預報 8 發布預報資訊
天氣 氣候與人類
氣候是指氣象要素或天氣現象長時間的平均狀態
24節氣反映季節,諺語反映天氣特徵,人會用隊天氣或氣候的經驗和知識而做各種利用,或運用氣象資訊規劃民生建設等等
天氣是指短時間內大氣中各種氣象要素的空間分布與伴隨現象
台灣的中央氣象局 美國的海洋暨大氣總署,歐盟的中期天氣預報中心 日本的氣象廳都有氣象作業部門,提供天氣與氣候的資訊和預報服務
大氣運動
大尺度環流
季風:因季節變化使盛行風向相反的現象,主因為海陸介質差異
冬季時陸地低溫而高壓,風由陸吹往海,夏季時陸地高溫低壓,風由海吹往陸,亞洲季風區為此現象最明顯的地區
亞洲季風區由於受到海陸分布差異和西藏高原地形的影響可分為南亞夏季季風和東亞夏季季風,其盛行風向皆為西南季風
東亞季風對台灣的影響
夏天吹西南季風,午後常有雷陣雨,冬天則受到西伯利亞高氣壓的影響而吹東北季風,春末夏初時則會因滯留鋒面而形成梅雨季
季風加上中央山脈等地形條件的影響,造就了竹風蘭雨等特殊天氣
局部環流
陸地比熱較海水小,溫度變化較大,白天時陸地高溫低壓而吹海風,晚上時陸地低溫高壓而吹陸風,範圍大概為海陸交界數十公里
山坡的比熱比周圍空氣小,溫度變化較大,白天時山坡高溫低壓而吹谷風,晚上十山波低溫高壓而吹山風
氣壓梯度力:因加熱或冷卻而使氣壓分布不均而流動
成雲致雨
大氣中的水
相對溼度:實際水氣壓/同溫度下的飽和水氣壓*100%
露點溫度:在水氣含量不變時,降低溫度使相對溼度達飽和
舒適度指數:根據溫度和濕度變化換算成的人體對環境的舒適程度
水氣凝結或凝固時會釋出潛熱,使氣溫上升,空氣未飽和時則會使水滴有可能蒸發而吸收潛熱,使氣溫下降
水的比熱大,溫度變化較小,水氣是溫室氣體會吸收地表的紅外線輻射,因此水氣和海洋具有調節地球氣溫的功能
大氣垂直運動與雲雨的關係
降水與降雪
雲上升運動強,降下的雨雪顆粒較大,雲垂直發展強,多積雲和積雨雲,反之則降下的雲雨顆粒較小,雲垂直發展弱,多為層狀雲
高層雲和雨層雲:連續性的降雨 積雨雲:短暫而強的降雨可能伴隨雷電和冰雹 積雲和層積雲:小陣雨 層雲:毛雨 其他則不降雨
空氣塊上升與環境
環境大氣大約每上升一公里下降6.5度,上升的空氣塊若未飽和則每上升一公里下降10度
若上升的空氣塊溫度較環境溫度低,則其性質穩定,多層雲,降雨連續而強度弱,若上升的空氣塊溫度較環境溫度高,則其性質不穩定,多積雲和積雨雲,降雨多成陣性且強度較強