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107年公務人員高等考試三級考試試題 代號：37880 全一張
（正面）
類科： 氣象
科目： 大氣物理學（包括大氣輻射與雲物理）
考試時間： 2 小時 座號：
※注意：
可以使用電子計算器。
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。
本科目除專門名詞或數理公式外，應使用本國文字作答。
（請接背面）
一、雲內的空氣塊中包含了乾空氣、水氣與雲滴。假設在某一個雲內空氣塊中，每立方公
分有分布均勻的 200 個雲滴，而所有雲滴都是典型的 10 μm。空氣塊的溫度是 10℃，
氣壓則是 800 百帕（hPa），試計算該雲內空氣塊的下列性質：
雲內空氣塊中單位體積的液態水量（Liquid Water Content）。（6分）
雲內空氣塊中單位體積的水氣量。（6分）
雲內空氣塊中單位體積的乾空氣量。（6分）
（參考下表中飽和水氣壓隨溫度的變化值，乾空氣與水氣的氣體常數分別為287 J kg-1 K-1
與462 J kg-1 K-1，水的密度為 1 g cm-3）
T(℃) es(hPa)
0 6.11
2 7.06
4 8.14
6 9.35
8 10.73
10 12.28
12 14.03
14 15.99
16 18.18
18 20.64
20 23.39
22 26.44
24 29.85
26 33.63
28 37.82
30 42.45
二、聯合國跨政府氣候變遷委員會（IPCC）在 2013 年所發布的氣候變遷第五次評估報告
中，認為由飛機凝結尾（contrail）及其衍生的高雲所造成的輻射驅動力從工業革命
以來全球平均約為 0.05 Wm-2。試說明相較於晴空，前述凝結尾及其衍生的高雲分別
在白天和晚上如何改變大氣層頂的能量收支，而對於地球氣候系統所造成的輻射驅
動力是白天或晚上貢獻比較大。（12 分）
107年公務人員高等考試三級考試試題 代號：37880 全一張
（背面）
類科： 氣象
科目： 大氣物理學（包括大氣輻射與雲物理）
三、在夜間觀測太陽系之外的恆星（star）時，往往所看到的恆星顏色是對應到其輻射放
射光譜中輻射強度最大的波長所在位置，所以當觀測的兩個恆星，一個偏紅色，一
個偏藍色，其中那一個恆星的表面溫度較高？請說明如何得到前述的結果。（8分）
四、對於地球上某一個地點，決定一年中某一天在當地大氣層頂入射的總太陽輻射量時所
必須考慮的因素有那些？如果考慮的是在地表而非大氣層頂，如果要計算當地全日
淨總太陽輻射量吸收量（入射減去反射），必須進一步考慮那些因素？（18 分）
五、二氧化碳在紅外線波譜範圍有 4.3 μm與15 μm兩個主要的吸收帶，試從二氧化碳分
子結構、能階與基本輻射吸收與放射原理，討論上述兩個主要二氧化碳吸收帶分別
是透過什麼方式所產生的？（12 分）
六、試估計一個雲滴透過凝結成長，在環境的過飽和比值為 1.005 的狀況下，從 5 μm成
長為 1 mm 所需要的時間，在前述過程中，溫度與氣壓分別為 10℃與 700 hPa，即常
態化凝結成長參數（normalized condensation growth parameter）ξ1為100 μm2 s-1。同
樣條件下，如果是從 5 μm成長為 30 μm所需要的時間則是多少？試從估計結果進一
步討論雲滴透過凝結成長在雲滴變為雨滴的過程中所扮演的角色。（16 分）
七、說明在大氣中冰晶可以有那些不同的成核（nucleation）過程，以及這些不同成核過
程通常所對應的環境溫度與濕度。（16 分）