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104年公務人員升官等考試、104年關務人員升官等考試
104
年交通事業公路、港務人員升資考試試題
代號：17930 全一頁
等級： 簡任
類科（別）： 氣象
科目： 高等大氣動力學研究
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。
一、試回答下列問題：（每小題 5分，共 20 分）
大氣動力學討論之「視似力」（apparent force）有那些，其主要差別為何？
物理學上已知物體所受之重力與該物體和地心距離平方成反比，但在氣象應用上
皆採用固定之重力常數（g = 9.8 m/s2），其原因何在？
當你檢視 850 hPa 天氣圖時，為何中緯度地區風向大多和等高（壓）線平行，而熱
帶地區則否？
試以梯度風（gradient wind）方程式，解釋為何高壓中心氣壓梯度力會受限制？
二、大氣常見波動有聲波、內重力波、羅士培波、凱爾文波等四大類，請根據它們的「回
復力」（restoring force）、「橫波/縱波」（transverse /longitudinal wave）、「頻散/非頻
散波」（dispersive/non-dispersive wave）、「均向/非均向波」（isotropic/non-isotropic
wave）等，討論前述波動之特性。（20 分）
三、試以準地轉理論（重力位趨勢方程或
ω
方程之一）討論：（每小題 10 分，共 20 分）
中緯度槽脊系統如何移動和加強？
為何槽脊系統隨高度往西傾斜？
四、請分別畫出「地轉流」、「梯度流」、「旋轉流」、「慣性流」之等高線分布以及力的平
衡關係。（20 分）
五、下圖為著名之羅倫茲能量循環圖（Lorenz Energy Cycle），描述北半球平均能量循環。
)PB( 代表進入南半球能量通量，
R
和R′分別代表平均和擾動輻射通量，P和P′分別
代表平均和擾動可用位能，K和
K
′分別代表平均和擾動動能。能量轉化過程以大括
弧顯示，其中
{}
KP ⋅代表平均可用位能和平均動能轉化，其餘依此類推。請說明圖中
所有物理過程之意義。（20 分）
0.7
⎭
⎬
⎫
⎩
⎨
⎧′
⋅
5.1
PP
⎭
⎬
⎫
⎩
⎨
⎧
−
′
⋅
3.0
KK
2.0
)PB(
⎭
⎬
⎫
⎩
⎨
⎧′
⋅
′
2.2
KP
⎭
⎬
⎫
⎩
⎨
⎧
−
⋅
2.0
KP
5.1
R
1.0 9.1
6.15
P′
5.33
P
6.3
K
8.8
K
′
R′
߳ ′
߳