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110年公務人員高等考試三級考試試題
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。
代號：
38780
頁次：
2
－
1
一、地球系統的輻射平衡方程為π
(1 − )= 4π
，由此可得地球有效
平衡溫度
=[(1 − )/4]/
。為地球半徑，＝5.6710-8 W⋅m−2⋅K−4
為Stefan-Boltzmann constant 常數。
說明 S、α的意義，以及此式成立的前提。（5分）
以現今 S、α的數值來計算，
＝254.6 K；此數值遠低於目前的全球地
表平均溫度（288 K），主要原因為何？（5分）
太陽表面溫度約為 5500 K，黑體電磁輻射光譜輻射度峰值波長（λ）
為527 nm；則在外太空觀察地球的 λ為何？（5分）
二、大氣粒子對電磁波的散射可分為雷利散射與米氏散射。此兩種散射的
分野為何？（5分）
說明以下過程屬於何種散射：甲. 530 nm 光達掃描氣膠；乙. 550 nm 光
達掃描雲滴；丙. C 波段（4-8 GHz）雷達掃描雨滴。（15 分）
三、如圖，根據輻射平衡（radiative equilibrium）之假設所算出的對流層溫度
遞減率明顯高於實際大氣（global average）的溫度遞減率；說明其原因。
（5分）
Moist
Adiabat
Global Average (6.5 K km
-1
)
Dry Adiabat (9.8 K km
-1
)
Radiative Equi
l
brium
代號：
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頁次：
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四、雲的反照率 α與雲光學厚度 τ的關係可表示為 ≈
.
。= 2ℎ =
，為雲滴平均粒徑，為雲滴平均數量，ℎ為雲厚度，L為單位面積
上的雲水含量，為液態水密度。假設 L為定值，說明何謂 Twomey 效
應？此效應在薄雲與厚雲的狀況有何差異。（10 分）
五、假設空氣中雨水含量為 1 g m3，雨滴大小一致，數量濃度為 1000 m3。
雷達回波因子（單位為 mm6m-3）為多少 dBZ？（5分）
若雨滴終端速度為()=，= 4000
，則降水強度為多少 mmh1？
（5分）
六、說明雲內透過氣膠而進行「活化」（activation）與「核化」（nucleation）
過程的物理意義，以及此二過程所牽涉到的氣膠類型有何不同。（10 分）
七、試述雲內冰晶主要、次要成長習性（growth habit）的環境控制因子。
（10 分）
冰晶形狀偏離球型，對冰晶凝華成長與冰晶重力沉降有何影響？（10 分）
八、由能量守恆的觀點，如何判定冰雹收集過冷水會以乾成長或濕成長的形
式進行？（10 分）