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觀風雲 (觀風雲 (遙感探測技術 (氣象雷達 (雷達回波 (強度→雲雨強度, 都卜勒氣象雷達→雲雨移動方向, 時間差→雲雨位置),…
觀風雲
觀風雲
遙感探測技術
氣象雷達
可對一定範圍內的大氣進行觀測
電磁波碰到雲中水滴或冰晶時,移部份會反射回雷達,接收到的電磁波能量稱為降水回波
雷達回波
強度→雲雨強度
都卜勒氣象雷達→雲雨移動方向
時間差→雲雨位置
氣象衛星
依非行軌道分→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
主動式遙測
藉由分析訊號的發生時間、強度或頻率變化,辨識被探測物的特性
藉著收到反射訊號的時間差,可決定探測物的方向與距離
由探測器主動發射探測波
能量較強,可以有較高的解析度
被動式遙測
不會自行發射探測波,只能接收由被探測物所放出或反射的訊號
天氣預報
天氣預報的誤差
資料數量的多寡→北半球陸地預報比海洋準確,是因觀測站數目較多
觀測資料本身的誤差→愈長時間的預報圖,和實際情況差異愈大
即時預報系統
即時預報系統主要針對特定地點、特定時刻之現在到未來6小時間內的預報
對於
較劇烈的災害性天氣現象
提供重要的氣象訊息
天氣尺度
中尺度(2公里-2000公里):生命期數小時-數天
小尺度(<2公里):生命期1-2小時
大尺度(2000公里以上):生命期1週以上
流程
氣象觀測數據→氣象預報單位→分析、產生天氣圖電腦編碼、填圖→計算及模擬電腦模式→產生預報圖→討論研判預報人員→
做出天氣預報→發布預報資訊
氣象觀測
高空觀測
觀測地表以上至30公里內不同高度之氣壓、溫度、濕度、風向及風速
每日2次於台灣時間08時與20時
無線電探空儀搭配氣球並附有全球定位系統
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追蹤氣球運動,便可直接求出大氣各層的水平風向
探空儀,內裝有氣壓、溫度、濕度感應器及無線電發射器,將其懸掛於氦氣氣球下方
限制
偏遠地區測站稀少
僅能在測站當地進行測量
地面觀測
百葉箱:乾濕球溫度計、自記式濕度計、最高溫度計及最低溫度計
觀測坪:百葉箱、雨量計、蒸發皿
風力塔:方向計、風速計
室內:氣壓計
每日四次,於台灣時間08時、14時、20時、02時
大氣運動
溫度差異與大尺度環流的關係
成因:海陸介質比熱差異
季風
:因季節變化造成盛行風向相反的現象
亞洲季風區
南亞夏季季風
南印度洋副熱帶高壓氣流以
反時鐘
方向吹出,形成東南信風穿越赤道
地形影響
東南信風受到東非地形的阻擋而轉向北。
跨越赤道後受柯氏力影響而轉為西南風
青藏高原始西南季風無法往北延伸
來自熱帶海洋的暖濕空氣受到高大山脈的抬升,造成印度半島的雨季
東亞夏季季風
夏季時源自南太平洋與熱帶的西南季風常到達台灣,
造成台灣暖而潮濕、午後常有雷陣雨的天氣
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,風向較不穩
東亞季風對台灣天氣的影響
「竹風蘭雨」的由來
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,不分氣流繞過北部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
每年的春末夏初,東北季風漸弱、西南季風漸強,兩股氣流若在台灣附近相遇,常會形成梅雨鋒面,造成持續一個月的多雨期,稱梅雨季
季風影響與地形效應
夏季
:吹西南季風,造成台灣暖而潮濕、午後常有雷陣雨
冬季
:受到西伯利亞高壓的控制,盛行東北季風
溫度差異與局部環流的關係
海、陸風
山、谷風
氣壓梯度力
:水平向的氣壓梯度力是促使空氣運動的原動力
成雲致雨
水在大氣中的角色
相對濕度
表示水氣含量的比例
飽和水氣壓
:該溫度下空氣所能含有的最大水氣量
相對濕度
=實際水氣壓/同溫度下飽和水氣壓×100%
露點溫度
:在水氣含量不變情況下,
降低溫度到使相對溼度達100%或水氣達到飽和時的溫度
水循環與能量轉換傳遞
凝結或凝固時,會釋放出潛熱;加熱大氣使溫度升高
水的三態變化
凝結
:水氣凝結成液態水
凝固
:液態水凝固成冰
凝華
:水氣直接凝華為冰
舒適度指數
在相同的氣溫下,人體會因濕度、風速等因素而產生不同冷暖感受
舒適度指數
10以下:非常寒冷
11-15:寒冷
16-19:稍有寒意
20-26:舒適
29-30:悶熱
31以上:易中暑
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致於降得太低
水的比熱大,溫度變化小,因而
海洋具有調節氣溫
的作用
大氣垂直運動與雲雨的關係
降雨或降雪
降水強度
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
雲上升運動愈弱,降下的雨、雪顆粒也就較小,雲垂直發展弱,多為層狀雲
雲族與降水
高層雲與雨層雲可降連續性的雨
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
其他種類的雲則沒有降雨
發展旺盛的積雲可降小陣雨
層積雲可降小雨
層雲可降毛雨
環境大氣溫度與上升空氣塊溫度的垂直變化
環境大氣溫度的垂直變化:對流層內平均**美上升1公里,溫度下降約6.5度C
上升空氣塊的垂直變化