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107年公務人員高等考試三級考試試題 代號：37870 全一頁
類科： 氣象
科目： 大氣動力學
考試時間： 2 小時 座號：
※注意：
禁止使用電子計算器。
不必抄題，作答時請將試題題號及答案依照順序寫在試卷上，於本試題上作答者，不予計分。
本科目得以本國文字或英文作答。
（請接背面）
一、試說明下列名詞的意義（試以數學表示式或圖示輔助說明）：（每小題 5分，共 20 分）
Q向量（Q vector）
E-P 通量（Eliassen-Palm flux ）
可用位能（available potential energy）
雷諾平均（Reynolds A veraging）
二、準地轉系統的主要假設為何？準地轉系統的主要環流（primary circulation）和次要環
流（secondary circulation）為何？準地轉位渦在什麼條件下是保守的？在準地轉系統
中我們如何從位渦的分布反演出系統的動力場和熱力場？（20 分）
三、控制乾大氣（dry atmosphere）的物理定律有那些？請寫出對應的控制方程式（governing
equations）和主要變數並說明方程式中各項的物理意義。（20 分）
四、何謂羅士培參數（Rossby number）？說明如何從此參數值的大小判斷我們有興趣的
系統其：
水平尺度的大小（是大尺度？中尺度？小尺度？）；
相對渦度（relative
vorticity）與行星渦度（planetary vorticity）之間的關係；
輻散（divergence）與絕
對渦度（absolute vorticity）之間的關係；
系統的平流時間尺度（advection time scale）
與地球自轉的時間尺度之間的關係。（20 分）
五、說明環流（circulation）與渦度（vorticity）之間的關係。絕對環流（absolute circulation）
在什麼條件下是保守的？Ertel 位渦度（Ertel potential vorticity）又是在什麼條件下是
保守的？為什麼渦度向量（vorticity vector）主要是朝著水平方向，但是在大氣動力
學中我們卻主要聚焦於渦度的垂直分量（vertical component）上？（20 分）