5-1 雲和天氣 5-2 空氣的流動 5-3 天氣預報與觀測 5-4 台灣的天氣

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5-1 雲和天氣 5-2 空氣的流動 5-3 天氣預報與觀測 5-4 台灣的天氣 第五章 風起雲湧 5-1 雲和天氣 5-2 空氣的流動 5-3 天氣預報與觀測 5-4 台灣的天氣

大氣的功能 大氣中的臭氧,會吸收對生命有害的紫外線。 當太空中的微塵及碎粒被地球吸引進入地球時,因受大氣高速摩擦而燃燒發光,形成流星;如果仍有殘骸掉落地表,則稱為隕石。 大氣提供氧氣及二氧化碳,為生物呼吸作用及植物行光合作用所需的氣體。 水氣在對流層中隨著大氣運動,形成各種天氣現象,例如:雲、雨、雪等。 對流層內的氣溫、氣壓都隨著高度增加而降低。 大氣中因有溫室氣體的存在,而使地表維持穩定的平衡溫度(約15℃),生物得以在地表生存。

對流層的範圍與特色 氣壓隨高度增加而遞減。(A地的氣壓高於B地) 從地表以上約10公里的大氣層稱為對流層。 對流層內的氣溫隨著高度增加而減少,氣壓隨著高度增加而降低。

雲與霧 水循環示意圖 各種天氣現象中,水氣扮演著相當重要的角色。 在水循環的過程中,水氣因蒸發上升而凝結成雲、最後形成降水。

飽和水氣曲線圖 固定體積的空氣,在一定的溫度下,可容納的最大水氣含量是固定的,當空氣內的水氣達到最大含量時,則稱為飽和,此最大水氣含量稱為飽和水氣含量。

空氣中的雲形成過程,上升的空氣塊,隨高度增加,大氣壓力減少,而使體積膨脹。 冷卻 空氣塊 氣壓低 氣壓高 空氣中的雲形成過程,上升的空氣塊,隨高度增加,大氣壓力減少,而使體積膨脹。

霧 水氣如果在地面附近凝結稱為霧

露 清晨或夜間,近地面的空氣,因溫度降低使空氣中水氣達飽和,易凝結小水滴附著在地表植物葉面或物體表面,形成露。

霜 附著在地表植物或物體上的小水珠溫度若降至零度以下,則會結成霜。

卷狀雲 卷狀雲所在位置較高,常出現在晴朗天氣的天空。

積狀雲 發生於空氣垂直對流旺盛,由時會帶來激烈的天氣,例如夏季午後雷陣雨常伴隨雷電現象,但為時短暫。

層狀雲 層狀雲為水平方向及大範圍展開的雲,有時會帶來綿綿細雨,大多為天氣轉壞的前兆。

氣壓 空氣分子受到重力作用而具有重量,單位面積上空氣的重量即為氣壓。 氣象上通常使用百帕作為氣壓的單位。一大氣壓=76釐米水銀柱高≒1013百帕 氣壓的高低與空氣的密度相關。空氣密度愈大時,氣壓也愈高,空氣密度愈小,氣壓也愈低。將相同氣壓值的點連成的曲線稱為等壓線,用來表示各地的氣壓。等壓線愈密集,風速愈強。

一個地區的氣壓比周圍來得高,形成高氣壓中心。 一個地區的氣壓比周圍來得低,形成低氣壓中心。 H L 1028 1024 1020 996 1000 1004 一個地區的氣壓比周圍來得高,形成高氣壓中心。 一個地區的氣壓比周圍來得低,形成低氣壓中心。 高氣壓中心與低氣壓中心。

風 空氣水平的流動,即成風。風由高氣壓方流向低氣壓。 因地球自轉的緣故,北半球運動中的物體,會往前進方向右側偏移。 空氣分子由高壓中心往四周流出時,再受地表摩擦力影響,使得高氣壓中心附近的風向呈順時針向外流出。 空氣分子由四周流往低氣壓中心,再受地表摩擦力影響,使得低氣壓中心附近的風向呈逆時針向內流入。 氣壓愈低天氣愈壞,例如:颱風、龍捲風等均為低氣壓。

北半球近地面高氣壓中心與低氣壓中心附近的水平空氣流動。 H L 高氣壓中心 低氣壓中心 北半球近地面高氣壓中心與低氣壓中心附近的水平空氣流動。

高氣壓中心由於空氣向外流出,使高空的空氣下沉來補充,不易使水氣凝結,故天氣型態多為晴朗。 北半球地面高氣壓氣流下沉與低氣壓氣流上升示意圖 下沉氣流 上升氣流 H L 高氣壓中心由於空氣向外流出,使高空的空氣下沉來補充,不易使水氣凝結,故天氣型態多為晴朗。 低氣壓中心的空氣向中心匯集,迫使空氣抬升,易使水氣飽和凝結成雲,故天氣型態多為陰雨。

氣團 當一團的空氣,長期停留在一廣大區域上,醞釀成溫度、密度、濕度等特性趨於均勻一致的空氣,便形成了氣團。 依照氣團發源地,可分類為大陸氣團及海洋氣團兩大類。 根據氣團溫度的高低,可分類為暖氣團及冷氣團。 氣團屬於高氣壓系統,常見的有蒙古大陸冷高壓、太平洋暖高壓。

季風 夏季時,亞洲南部溫度較高,空氣容易受熱後抬升形成低氣壓中心,使得周圍空氣以逆時針方向流入而形成西南季風,或受太平洋暖氣團影響而盛行東南風,造成臺灣地區天氣溫暖潮濕。 冬季時則受大陸冷氣團影響而吹東北季風,因通過海面而變成冷濕的空氣會替台灣北部、東北部迎風面帶來較多降雨。 a.台灣夏季盛行西南季風或東南季風 b.台灣冬季盛行東北季風

鋒面 當兩個性質不相同的冷氣團與暖氣團相遇時,會在交界面形成溫度、密度、濕度及風向顯著變化的地帶,稱為鋒面。 鋒面帶可視為低壓系統,密度較小的暖空氣沿著鋒面向上抬升容易形成雲雨,故鋒面來臨時將轉為陰雨的天氣。 冷鋒通過時,可能會造成降雨,氣溫下降(冷高壓南下)、風速變大(等壓線變密集)和風向轉變(南風轉北風)。

當鋒面由冷空氣區移動向暖空氣區時稱為冷鋒。 當冷風通過時,除會造成降雨外,還會使氣溫下降,風速變大和風向轉變。 冷風垂直剖面示意圖 當鋒面由冷空氣區移動向暖空氣區時稱為冷鋒。 當冷風通過時,除會造成降雨外,還會使氣溫下降,風速變大和風向轉變。

天氣預報與觀測 天氣預報的資料由觀測大氣而得知,包含地面觀測、高空觀測及遙測等。 地面觀測在觀測坪內進行,高空觀測是利用探空氣球升至高空進行觀測,而遙測則包括了氣象雷達及衛星觀測。 大氣觀測,須包含溫度、濕度、氣壓、風向風速及雨量等資料。

觀測坪 氣象雷達天線 氣象衛星 探空氣球

將各個測站的地面觀測、高空觀測及各種遙測的氣象資料加以彙整,製作成地面天氣圖高空天氣團及衛星雲圖等,才能預測天氣的變化,並發布天氣預報。 雨量筒是下雨時用來收集、測量雨量的儀器。雨量為雨量筒內累積雨量的高度,以毫米為單位。 氣象局常以降水機率來預報降雨的可能性。降水機率則以百分比來表示。 紫外線指數(UVI)為一表示紫外線強度的數值,紫外線指數共分為15級,指數越高表示紫外線的強度越強。

地面天氣圖及衛星雲圖可用於分析與預報天氣參考之用。

梅雨 在春末夏初之際(約五、六月時),當北方南下的大陸冷氣團和太平洋暖氣團勢力相當,易形成一道移動緩慢的鋒面,稱為滯留鋒,當此滯留鋒停留在臺灣地區時,易造成持續性的降雨,甚至挾帶豪雨的出現,此天氣現象是為梅雨。 梅雨季節帶來的豐沛雨量,常可紓解臺灣地區的旱象,但有時大量的降雨卻會影響農作物的收成以及造成水災的發生。

滯留鋒 92年5月17日地面天氣圖 92年5月17日衛星雲圖

颱風 臺灣夏季主要受到太平洋高氣壓的影響,天氣常晴朗炎熱。夏、秋二季常會受到颱風的侵襲,造成嚴重的損失。 在溫暖潮濕海面上,由於水氣與熱量不斷的供應,易形成低氣壓,有機會發展成颱風。故颱風主要發源於熱帶海洋上。 颱風的強度可依據颱風中心附近的平均最大風速分為:輕度、中度及強烈颱風三種類型。 西太平洋的颱風,其路徑主要是受到太平洋高氣壓外圍環流的導引,常會侵襲臺灣。

86年8月17日溫妮颱風地面天氣圖 86年8月17日溫妮颱風衛星雲圖 a b 86年8月17日溫妮颱風地面天氣圖 86年8月17日溫妮颱風衛星雲圖

地形會影響颱風對各地造成的災害。如颱風臺灣在東部外海,東部為迎風坡面,風勢較大,再加上地形抬升易造成大雨,而西部則因位在中央山脈之背風面,所以風雨較小。 颱風所挾帶的風勢及降雨威力驚人,強風可吹毀樹木、房屋,而過量降雨容易造成山崩、土石流、洪水和海水倒灌等。 颱風過後,有時也會引進西南氣流,為西南部帶來豪雨,造成災害。

民國90年7月30日南投縣鹿谷鄉,桃芝颱風造成空前嚴重的土石流,埋沒房子沖走車子,路面上堆積著土石、竹木,情況ㄧ片狼籍。

桃芝颱風重創台灣,南投台十六線通往水里的路基遭到洪水掏空、土石擊破護堤,道路出現超大窟窿,裂縫延伸至分隔島,險象環生。

若颱風路徑偏北,使得臺北盆地吹西北風,我們稱之為西北颱,易造成淡水河海水倒灌,常使台北盆地淹水。 988 992 996 颱風移動方向 若颱風路徑偏北,使得臺北盆地吹西北風,我們稱之為西北颱,易造成淡水河海水倒灌,常使台北盆地淹水。

寒流 在冬天,臺灣地區受到蒙古大陸冷氣團的影響盛行東北季風。 由於北方強烈的大陸冷氣團隨著冷鋒面南下,造成臺灣地區氣溫大幅下降,這種天氣現象稱為寒流。 故寒流所伴隨的天氣系統為冷鋒面。當冷鋒面通過臺灣時,在強烈的東北風吹襲下,北部、東北部地區為迎風坡面易造成降雨,而位於背風坡的中南部地區,降雨機率偏低。

a b 93年1月11日地面天氣圖。 93年1月11日的衛星雲圖。

從圖可看出,1月12日和19日氣溫明顯驟降,表示冷鋒面來襲。北部基隆地區因位於東北季風之迎風坡面,降雨明顯比臺南來的多。

乾旱 乾旱是指長時間不降雨或降雨量不足,導致水資源嚴重缺乏的現象。 臺灣主要的降雨期集中在五、六月的梅雨季及夏、秋的颱風季,若梅雨季不明顯或颱風帶來的雨量不多,則可能會造成乾旱。

乾旱造成水庫乾枯及泥裂 乾旱會導致地下水資源減少,農作物欠收,家庭民生用水及工業用水短缺,影響甚鉅。

臺灣地區山高水急,水資源不易儲存與利用,因此平時應養成節約用水資源的習慣,而政府也應完善的規劃水資源,以減緩缺水帶來的危害。 缺水也會造成農作物欠收 臺灣地區山高水急,水資源不易儲存與利用,因此平時應養成節約用水資源的習慣,而政府也應完善的規劃水資源,以減緩缺水帶來的危害。