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觀風雲 (觀風雲 (天氣、氣候、人類活動 (天氣 (短時間的氣象變化), 氣候 (氣象要素or天氣現象的長時間平均狀態),…
觀風雲
觀風雲
天氣、氣候、人類活動
天氣
短時間的氣象變化
氣候
氣象要素or天氣現象的長時間平均狀態
氣象諺語反映各地天氣特徵
對天氣與氣候知識與經驗的運用
騎樓、澎湖的菜宅、金門風獅爺
利用氣象所規劃的建設
台灣海峽窄,風力大,可做風力發電
台灣、美國、歐盟、日本設有氣象作業部門,梯供各種氣象查詢
天氣預報
流程
觀測數據
預報單位
電腦編碼、填圖、分析,產生氣象圖
電腦模式計算、模擬
產生預報圖
預報人員討論研判
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天氣圖
顯示天氣,高、低氣壓與鋒面等
瞭解天氣走向、移動速度及各種天氣現象
預報圖
顯示不同時段的大氣環流系統
誤差
資料數量多寡,例:海上誤差大,因測站少
觀測資料本身誤差,例:預報越久以後的天氣
即時預報系統
天氣尺度
大
生命週期>一周
季風、副熱帶高壓
2000km
中
生命週期數天~數十天
颱風、雷雨胞
2~2000km
小
生命週期<1~2小時
龍捲風、亂流
<2km
針對特定地區、時刻
現在到未來6小時
較劇烈or災害性的天氣氣象
中央氣象局
天氣資料整合暨即時預報系統
匯集各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預報能力
氣象觀測
高空觀測
20th後:火箭、飛機
1930後
無線電探空儀:含氣壓、溫度、濕度感應器
上升後,無線電發射器不斷發送訊號,地面接收
GPS定位
早期:風箏or載人氣球
遙測
被動(衛星)
不會自行發射探測波,只接收被探測物發出or反射的各種波段
主動(雷達)
探測器主動發射探測波(電磁波、聲波),並接收反射的訊號
藉分析訊號的發生時間、強度、頻率的變化,以便是此物的特性
藉接收反射訊號的的時間差,決定距離與方向
能量較強,解析度較高
氣象雷達
可對一定範圍內大氣進行觀測
電磁波碰到水滴or冰晶所反射的,稱為降水回波
降水回波
強度
雲雨強度
都普勒氣象雷達
雲雨的移動方向
時間差
推知雲與位置
氣象衛星
依軌道分
繞極衛星、地球同步衛星
依電磁波種類拍攝的雲圖
可見光、紅外線衛星雲圖集水氣頻道雲圖
地面觀測
觀測坪
雨量計、百葉箱、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(雲需人工觀測)
百葉箱
濕度,最高、低溫度,現在氣溫
氣壓計(室內)
氣壓
風力塔
風向計、風力計
風向、風速
每日4次全球綜觀氣象全球同步進行
地面與高空測站的限制
測站間距離遙遠,海上與偏遠地區站數稀少
近代已發展出許多遠距離觀測方式,輔以遙測技術,以求更完整資料
僅能在測站當地測
大氣運動
溫度差異與大尺度環流的關係
海陸的比熱差
冬季時,陸地較冷,高壓在陸地,風吹向海上;夏季則相反
季風
因季節變化而產生的相反的盛行風向
大尺度的天氣系統
歐亞大陸與太平洋交界處
亞洲季風區
南亞夏季季風
印度半島
南印度洋副熱帶高壓氣流以逆時針吹出,形成東南信風穿越赤道
西南季風
因東非地形阻擋
轉向北,穿越赤道
受科氏力
轉西南風
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東亞夏季季風
台灣
夏季源自於南太平洋
西南季風
若太平洋高壓增強,則可能偏南風or偏東南風
世界上季風現象最明顯的地區
東亞季風對台影響
竹風蘭雨
宜蘭,迎風面,因地形抬升,多雨
東北季風受山脈阻擋,沿台灣海峽南下,造成新竹(風城之稱)風大
春末夏初(5~6月)梅雨季
冬:東北季風,因西伯利亞高壓
中央山脈的影響
冬:迎風面,多雲雨,東~北部;背風面,多晴天,中南部
夏:迎風面,多雲雨,西南部;背風面,多晴天,東、東北部
夏:西南季風,常有午後雷陣雨,溫暖而潮濕
溫度差異與局部環流的關係
氣壓梯度力
水平向
促使空氣流動的原動力
加熱&冷卻空氣,產生水平向溫度差異
造成氣壓分布不均
高壓往低壓
山谷風局部環流
成因
山坡白天吸熱,夜晚散熱,致空氣密度不同
發生於地形高低起伏的山區
谷風
山坡高溫
山坡低壓
白天發生
暖空氣向上爬升,風由山谷向上吹
山風
山坡低溫
山坡高壓
夜晚發生
冷空氣沿山坡下降,風由山坡向下吹
海陸風局部環流
海風
陸地高溫
陸地低壓
白天發生
陸風
陸地低溫
陸地高壓
夜晚發生
成因
海陸的比熱差異
約發生於交接處數十公里內
成雲致雨
水在大氣的角色
相對溼度
露點溫度
水氣含量不變時,使濕度達100%
相對濕度
實際水氣壓/同溫下飽和水氣壓 乘以 100%
飽和水氣壓
空氣中水氣達飽和。溫度越高,可含水氣量越多
舒適度指數
人體對濕度與溫度變化的感受( 非常寒冷~易中暑)
水循環與能量的轉換
水的三態
凝結、凝固、凝華(水氣成冰)
凝結or凝固時,會釋放潛熱,周遭溫度升高
水的三態與前熱的吸收、釋放,對全球能量傳遞很重要
水氣
溫室氣體
吸收地表紅外線
調節溫度(水氣與海洋)
大氣垂直運動與雲雨關係
降水、降雨
雲內的固/液態水夠重時,向地面落下
強度
雲的上升運動越強
降下的雨/雪顆粒越大
雲垂直發展強
多積雲、積雨雲
雲的上升運動越弱
雲垂直發展弱
多層狀雲
降下的雨/雪顆粒越小
環境大氣環境與上升的空氣塊的垂直變化
對流層內每升1公里,溫度下降6.5度(實際上隨時間、地點、高度而變化)
若為飽和空氣塊被迫上升,則升1公里降10度
穩定
空氣塊比周圍的溫度低、密度大,則下沉回原高度
層雲or高層雲
降水成連續狀,降水粒子小,強度小
不穩定
積雲or積雨雲
降水多陣性,降水粒子大,強度大
空氣塊比周為溫度高,則繼續上升,產生對流