大氣

高空風(Wind)的觀測(上)

高空風(Wind)的觀測(上)
國立臺灣師範大學地科所彭天音碩士生/國立台灣師範大學地球科學系許瑛玿教授責任編輯

高空觀測的介紹
高空觀測(upper-air observation)主要探測離地面30或50公里間不同高度的大氣情況,一般經由氣球攜儀器進行高空觀測,所得資料主要作為高空天氣圖的原始資料,即高空大氣綜觀分析的依據,但有時也用於飛航相關研究之用。
依中央氣象局規定每12小時作一次高空觀測,包含各高度之氣壓、氣溫、溼度、風向及風速等氣象要素。再依據氣球飄浮之軌跡,計算高空各高度之風向及風速。高空天氣圖在1945年後便採等壓面為高空天氣圖的基準面,並由國際規定六層繪製高空圖的標準等壓面:

追風計畫(DOTSTAR)

追風計畫(DOTSTAR)
國立苗栗高級中學地球科學科劉承玨老師/國立台灣師範大學地球科學系許瑛玿教授責任編輯

近年來每逢颱風季節,媒體總會提起所謂的追風計畫。追風計畫又稱DOTSTAR,是Dropwindsonde Observation for Typhoon Surveillance near the TAiwan Region的簡稱,也就是針對侵台颱風進行飛機偵察及投落送觀測實驗。追風計畫,這幾年頻頻在媒體或是重要的科學期刊、會議中出現,那麼這個計劃的內容到底是什麼呢?

氣象雷達(Radar)觀測(上)

氣象雷達(Radar)觀測(上)
國立台灣海洋大學海洋環境化學與生態研究所傅怡雯碩士生/國立台灣師範大學地球科學系許瑛玿教授責任編輯

台灣的氣象觀測始於1896年,日本殖民時期。當時為因應商船往來於台灣海峽的需要,於是在台北設立了第一個地面氣象觀測站。但無論是地面氣象觀測站或是高空觀測的方式,都無法對雲內部的結構及降水的變化過程有更詳細的了解。然而因應戰爭而發明的高科技儀器-雷達,於二次世界大戰時,軍隊的士兵第一次操作雷達,嘗試要藉無線電波找尋敵機的蹤影,卻意外發現無線電波很容易受到雨滴散射現象的干擾,而無法準確由雷達訊號發現敵機。此一發現卻讓氣象學家非常興奮,轉而將雷達應用於氣象上,意外地促進氣象觀測的進一步發展。

影響台灣梅雨(Plum Rain)期長短的原因

影響台灣梅雨(Plum Rain)期長短的原因
立台灣師範大學地科所彭天音研究生/國立台灣師範大學地球科學系許瑛玿教授責任編輯

你是否發覺2009年梅雨季降雨不明顯?如果你仔細回想一定可以發現,每年梅雨期的長短是不一樣的,有些年的梅雨期長且降雨十分顯著,而有些年的梅雨期短且降雨少。例如:1930年代有兩年的梅雨期只有幾天,而出現了旱年現象。從中國的記載可以看出梅雨降雨的變動性,例如:「梅子黃時日日晴、黃梅時節燥松松」,是說梅雨時出現的晴朗天氣;「吃了端午粽,還有三天凍」的「冷水黃梅」,則表示梅雨來得特別早;另有「陣頭黃梅」及「小暑一聲雷,黃梅倒轉來」,表示梅雨來得特別遲,以及梅雨過後又再度出現持續降雨天氣。

淺談逆溫

淺談逆溫 (Inversion)
國立苗栗高級中學地球科學科劉承玨老師/國立臺灣師範大學地球科學系許瑛玿教授責任編輯

逆溫(或稱逆溫層),指的是大氣的溫度隨著高度而增加。因為一般而言,在對流層是大氣的溫度隨著高度而減少的,若是出現大氣的溫度隨著高度而增加,即發生逆溫現象。逆溫常常造成地表大氣過於穩定,因為溫度隨高度增加,不利於對流,使污染物侷限在地表,導致地面空氣品質降低。

逆溫造成的原因有很多,通常歸類成4大類,這4種逆溫,在不同的狀況下發生,但有時也會互相影響。以下就分別介紹這4種逆溫的形成原因及伴隨產生的現象:

探討影響台灣梅雨(Plum Rain)期長短的原因

探討影響台灣梅雨(Plum Rain)期長短的原因
國立台灣師範大學地科所彭天音研究生/國立台灣師範大學地球科學系許瑛玿教授責任編輯

你是否發覺2009年梅雨季降雨不明顯?如果你仔細回想一定可以發現,每年梅雨期的長短是不一樣的,有些年的梅雨期長且降雨十分顯著,而有些年的梅雨期短且降雨少。例如:1930年代有兩年的梅雨期只有幾天,而出現了旱年現象。從中國的記載可以看出梅雨降雨的變動性,例如:「梅子黃時日日晴、黃梅時節燥松松」,是說梅雨時出現的晴朗天氣;「吃了端午粽,還有三天凍」的「冷水黃梅」,則表示梅雨來得特別早;另有「陣頭黃梅」及「小暑一聲雷,黃梅倒轉來」,表示梅雨來得特別遲,以及梅雨過後又再度出現持續降雨天氣。

在觀測降雨(Railfall)時,為什麼沒有觀測到半徑幾公分(或以上)的雨滴?

在觀測降雨(Railfall)時,為什麼沒有觀測到半徑幾公分(或以上)的雨滴?
國立基隆女中地球科學科張仁壽老師/國立台灣師範大學地球科學系許瑛玿教授責任編輯

觀測大氣中的水滴半徑可從 0.001 mm 到 2 ~ 3 mm, 0.001 mm的細微水滴和2 ~ 3 mm的水滴大小相差約1000倍。
是否可能有達數公分的水滴存在大氣中?

以力學分析來看,讓大氣中水滴維持不分裂的主要因素是表面張力,而氣流是造成水滴破碎的主要因素。
氣流的作用力與水滴本身的重量大小相近,使得大氣中的水滴在落地前,能夠達到終端速度與空氣阻力(對水滴的衝擊力)間的平衡。

在測量降雨量 (Rainfall)時,有風無風,量筒中的積水量相同嗎?


在測量降雨量 (Rainfall)時,有風無風,量筒中的積水量相同嗎?
國立基隆女中地球科學科張仁壽老師/國立台灣師範大學地球科學系許瑛玿教授責任編輯

測量降雨量 (Rainfall) 時,風會影響量雨筒中水量的測量嗎?
答案:無論有風或無風,雨量筒所測得的降雨量皆相同。
因風速u是沿水平方向,雨速v 是沿鉛直方向,
而w = u + v,設量筒截面積為 S,
垂直於 w 的面積為 S’= S cosθ (如下圖所示)。

台灣的春雨(Spring Rain)(下)

台灣的春雨(Spring Rain)(下)
國立台灣海洋大學海洋環境化學與生態研究所傅怡雯碩士生/國立台灣師範大學地球科學系許瑛玿教授責任編輯

春雨的成因
春雨主要來自鋒面雲帶,春季時,在華南到台灣一帶距地表約1.5公里處,有兩股勢力相當的氣團在此交會,一是來自北方的乾冷大陸氣團,另一個則是較濕暖的氣團。此兩團氣團因風向不同,而在交會處會產生風切的現象,有助於空氣的抬升,進而造成降雨。因此,在華南及台灣一帶帶來略帶寒意的綿密春雨,人稱「春雨綿綿」、「春寒料峭」,及「春寒雨越灑」。一般而言,春雨影響範圍以台灣的東北部、北部和中部為主。

台灣的春雨(Spring Rain)(上)

台灣的春雨(Spring Rain)(上)
國立台灣海洋大學海洋環境化學與生態研究所傅怡雯碩士生/國立台灣師範大學地球科學系許瑛玿教授責任編輯

近年來,因全球環境變遷的議題受到重視,當談及聖嬰現象對台灣地區的影響時,常會提到春雨量多寡的問題,而本篇文章將介紹關於台灣的春雨。

春雨的定義
台灣地區的春雨指的是每年2~4月1間台灣全區,有連續四天以上降雨者,我們稱之為春雨。

春雨的重要性
春雨主要影響台灣北部地區,約佔北部地區全年降水量的25%,但在南部及東部地區則不到全年的10%(圖一)。台灣地處亞熱帶地區,加上地形複雜的因素,使得台灣的年平均降雨量是世界年平均降雨量的2~3倍((台灣的年平均降雨量約為2500 mm,下表一有各地平均年降雨量),整體而言,一年之中,以梅雨和颱風季節為台灣地區主要的降雨來源,而非春雨,但當前年的颱風及梅雨降雨量太少,水庫蓄水量不足時,春雨就會變得非常重要。春天一到,農民開始耕種,農作物生長最需要的就是雨水,尤其是像春雨這種綿綿的細雨,最適合春耕所使用。

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