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觀風雲 (觀風雲 (遙感探測技術 (主動式:如雷達 (分析訊號的發生時間、強度或頻率上的變化,來辨識被探測物的特性, 訊號的時間差可知道距離,…
觀風雲
觀風雲
遙感探測技術
主動式:如雷達
分析訊號的發生時間、強度或頻率上的變化,來辨識被探測物的特性
訊號的時間差可知道距離
能量較強有較高的解析度
由探測器主動發射探測波(如電磁波或聲波)到被探測物上,再接收反射回來的訊號
被動式:如多數衛星
不會自行發射探測波,只能接收被探測物所放出來的訊號
氣象雷達
電磁波碰到雲中的水滴或冰晶時,部分反射回來的波稱降水回波
雷達回波
強度:雲雨的強度
都卜勒氣象雷達:雲雨的移動方向
時間差:雲雨的位置
可對一定範圍內的大氣進行觀測
氣象衛星
依軌道分:繞極衛星及地球同步衛星
依電磁波種類拍攝的雲圖:可見光衛星雲圖、紅外線衛星雲圖及水氣頻道雲圖
氣象觀測
地面觀測:每日4次,8時、14時、20時、02時
百葉箱:內有乾溼球溫度計、最高最低溫度計
室內:氣壓計
觀測坪:百葉箱、雨量計、蒸發皿,雲的觀測必須靠人工觀測,
風力塔:風向計、風速計
高空觀測:觀測地表以上30公里內氣壓、風速、溫度、溼度、風向,每日2次於08時、20時
20世紀後:使用飛機、火箭
1930年代後:使用無線電探空儀(雷文送)搭配氣球並附有全球定位系統
氣球上升過程,無線電發射器會發射訊號,地表上的系統接收
由GPS追蹤氣球運動,便可直接求出大氣各層的水平風場
探空儀,內裝有氣壓、溫度、溼度感應器及無線電發射器,將騎懸掛於充滿氦氣的氣球下方
早期:利用風箏或載人氣球進行觀測
地面及高空觀測的限制
海上和偏遠地區的觀測站十分稀少
僅能在當地進行觀測
天氣與氣候
天氣:短時間內大氣各種氣象要素
氣候:氣象要素或天氣現象長時間平均狀態
天氣預報
誤差
資料數量的多寡:例如北半球陸地比海洋精準
觀測資料本身的誤差:越長時間的預報圖,和實際情況的差異越大
即時預報系統
即時預報系統是針對特定地區、時刻現在到未來6小時的預報,對於較劇烈的災害天氣現象
天氣尺度
中尺度:2公里~2000公里,生命期數小時~數天,如颱風
小尺度:小於2公里,生命期1~2小時以下,如龍捲風亂流等
大尺度:2000公里以上,生命期一周或以上,季風、高壓帶、鋒面等
大氣運動
溫度差異與局部環流的關係
海風:白天,陸地高溫,陸地低壓
谷風:白天,山坡高溫,山坡氣壓較低,由山古向上吹
水平氣壓梯度力是造成空氣運動的原動力,加熱或冷卻可以產生水平向的溫度差異,氣壓高向低壓處流動
陸風:晚上,陸地低溫,陸地高壓
山風:晚上,山坡低溫,山坡氣壓較高,山坡向山谷吹
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
亞洲季風區是世界上最明顯的地區
東亞季風對台灣天氣影響
竹風蘭雨的由來,新竹有風城之稱
春末夏初會有梅雨
因季風與地形影響降雨
成雲致雨
水在大氣中的角色
水循環與能量的轉換傳遞:凝結或凝固時會釋放出潛熱,使大氣升溫,蒸發會降低大氣溫度,水的三太變化是全球能量平衡的重要一環
水氣是溫室氣體:會吸收地表的紅外線輻射
相對溼度:表示水氣含量的比例,溫度越高飽和水氣壓越大
水的比熱大,溫度變化小,海洋具有調節氣溫的作用
舒適度指數:根據氣溫與溼度的變化,換算的結果,10以下非常寒冷,31以上易中暑
大氣垂直運動與雨雲的關係
降雨或降雪
降水(雲)強度
雲上升運動越強,降下的雨、雪顆粒越大、雲垂直發展強,多積雲、積雨雲
雲上升運動越弱,降下的雨、雪顆粒越小、雲垂直發展弱,多層狀雲
雲族與降水
發展旺盛的積雲可降小陣雨
層積雲可降小雨
積雨雲通常伴隨強度大但持續短的陣雨
層雲可降毛雨
高層雲與雨層雲可連續性降雨
其他種類的雲則沒有降雨
環境大氣溫度與上升空氣塊溫度的垂直變化
對流層內平均每上升1公里,溫度下降6.5度
未飽和空氣塊如被迫上升,將因氣壓下降而膨脹造成冷卻,每上升1公里會降溫10度