地球科學

微氣候及其觀測(Microclimate)

微氣候及其觀測(Microclimate)
國立苗栗高級中學地球科學劉承珏老師/台灣師範大學科學教育研究所許瑛玿教授責任編輯

微氣候指的是一個小範圍的氣候狀況,一般而言在此小範圍的氣候會不時受到周圍環境改變的情形。小區域可小至一般人家的後院,但也可以是一個山谷的範圍。最明顯的微氣候例子是在水體附近的區域(例如湖邊、河邊)具有較涼爽的氣候;如果在城市裡(如在一大塊水泥、柏油地旁)就比較容易出現炎熱的氣候型態。水泥或柏油地會吸收熱後再放出大量的熱來,而會影響大氣的溫度。另外的例子是北半球山脈南面以及南半球山脈北面會具有較高的平均溫度,原因是向陽的山坡會吸收許多直射的太陽光,而讓氣溫提高許多。

大氣穩定度

大氣穩定度 (Atmospheric stability)
國立臺灣師範大學科學教育研究所吳佳蓉研究生/臺灣師範大學科學教育研究所許瑛玿教授責任編輯

在對流層中,溫度隨高度遞減,稱為大氣(環境)溫度直減率。氣塊受外力而運動,在運動過程中不與環境交換熱能,稱為絕熱過程,當空氣塊以絕熱過程垂直上升,周遭環境的氣壓減低,會使空氣塊體積膨脹,溫度下降。反之,空氣塊以絕熱過程垂直下降時,周圍氣壓升高,體積被壓縮,溫度上升。若過程中空氣未飽和而沒有凝結發生,稱為乾絕熱過程,未飽和空氣塊以絕熱過程垂直上升時,每上升1公里溫度降低約10℃,為乾絕熱直減率;若氣塊中的水氣飽和而有凝結發生時,則為溼絕熱過程,飽和空氣塊以絕熱過程垂直上升時,溫度遞減率每上升1公里平均6℃,為溼絕熱直減率。

紫外線指數(UVI)

紫外線指數(UVI)
國立台灣師範大學科學教育研究所吳佳蓉研究生/台灣師範大學科學教育研究所許瑛玿教授責任編輯

地球表面的輻射線大部分來自太陽,雖然大氣層會保護我們免於大多數輻射線的傷害,但仍有些輻射線會穿越大氣層造成某種程度的傷害。

海嘯(Tsunami)

海嘯(Tsunami)
國立百齡高級中學 地球科學科汪伃鮶老師/國立臺灣師範大學地球科學系吳朝榮教授責任編輯

海嘯是波浪的類型之一

波浪的分類

  • 漣漪(capillary wave):水面波長僅數公分,週期小於1到2秒,稱之為漣漪。
  • 重力波(gravity wave): 週期約數秒至數十秒,波長由數公尺到數百公尺,波高可達數十公尺,海浪級屬於重力波。
  • 海嘯(Tsunami):由地震所引起的波浪。
  • 行星波(planetary wave):此波週期波長更長,週期可達數月之久。此類波首先於大氣中發現,氣象氣壓圖中
  • 即常可見此類波動。此外尚有其他不同種類特殊的波,如內波、瘋狗浪等等的。

由海岸或海底地震造成海床垂直移動所產生的波浪。

印度洋(Indian Ocean)偶極振盪現象(二)

印度洋(Indian Ocean)偶極振盪現象(二)
國立臺灣師範大學地球科學系博士生王儷樵/國立臺灣師範大學地球科學系吳朝榮教授責任編輯


印度洋偶極振盪現象,最早於1999年由美國與日本的科學家同時發現。研究指出,在1997年7月,東印度洋的海水突然變冷,並於11月出現了比平均場 (Climatology)低兩度的最低溫。大約在同一時期,西印度洋的海水出現暖化的現象,比平均場的海表面溫度高了兩度。此種溫度差異造成了印度洋東 邊與西邊的溫度梯度(temperature gradient),使得印度洋赤道地區平時所吹的西風,也轉為東風。另外,西印度洋的海面高度上升,東印度洋海面明顯較低。1997/98恰為一次超強 聖嬰年,由於印度洋所發生這一連串的氣候變化和以往表現不同,受到了極大的關注。

印度洋(Indian Ocean)偶極振盪現象(一)

印度洋(Indian Ocean)偶極振盪現象(一)
國立臺灣師範大學地球科學系博士生王儷樵/國立臺灣師範大學地球科學系吳朝榮教授責任編輯

印度洋(Indian Ocean)東邊和印度洋西邊的海表面溫度(Sea Surface Temperature, SST)之間,如同翹翹板一般有擺盪的現象。有時候印度洋東邊比西邊冷,有時候西邊變成比東邊要冷。這樣不規則的振盪現象,我們稱為印度洋偶極振盪(Indian Ocean dipole, IOD)。

黑潮(Kuroshio)入侵南海的現象

黑潮 (Kuroshio) 入侵南海的現象
國立臺灣師範大學海洋環境科技研究所碩士生許珮慈/國立臺灣師範大學地球科學系吳朝榮教授責任編輯

呂宋海峽位置從東經120度至122.5度,北緯18.5度至22度,位於臺灣本島與菲律賓呂宋島之間,包括了巴士通道(Bashi Channel)、巴林唐通道(Balintang Channel)以及巴布煙通道(Babuyan Channel)等三個通道,其南北長約350公里,水深最深可達3000公尺以上,其東側有黑潮流經,並連接著太平洋、臺灣海峽與南海等地,使得當地的水團複雜。

北太平洋海水透過呂宋海峽入侵南海的研究,早期就有研究提出冬季的海流受到季風所帶動的風應力影響,會經由呂宋海峽進入了南海,而在夏季時,則又返回太平洋,這種季節上的交替,會影響南海的海表面流場。

海洋(Ocean )的電風扇

海洋(Ocean )的電風扇
國立臺灣師範大學海洋環境科技研究所碩士生林永富/國立臺灣師範大學地球科學系吳朝榮教授責任編輯

大家對颱風(Typhoon)的觀念是一種天災,因為它會破壞經過陸地上的東西,帶來非常大量的雨水,造成水災,雖然也解決了短期缺水問題,但在大家心裡總覺得颱風是壞的總比好的多,不希望颱風進來搞破壞。然而現在溫室效應現象越來越嚴重,不只大氣的溫度上升,海洋的溫度也逐漸在上升中,這時候,颱風對海洋來說就像是一個超大型電風扇,經過海面時,因強勁的風吹拂,可能帶動海水的攪動,甚至造成海水湧升的現象,如此將下層的冷水帶至表層,也使得海表面溫度 (Sea Surface Temperature, SST)有明顯的降低,也可發現此區域葉綠素濃度相對提高,帶動基礎生產力,有科學家發現,此作用會將二氧化碳(CO2)帶入海中,可能減緩溫室效應的影響。颱風不是經過時造成海洋溫降的現象,通常是離開過後才會有明顯的溫降,且會維持幾天才漸漸消去。

圖一、1958~2008年間數個在經過南海的颱風資料,長條狀圖為颱風對海洋造成的溫降,折線圖為颱風的行進速度。

太平洋赤道洋流系統概論(二)

太平洋(Pacific Ocean)赤道洋流系統概論(二)
國立臺灣師範大學地球科學系博士生王儷樵/國立臺灣師範大學地球科學系吳朝榮教授責任編輯

由奧特利烏斯於1589年繪製的地圖Maris Pacifici。大概是第一張印有太平洋的印刷地圖。

北赤道洋流(North Equatorial Current, NEC)

NEC的分支點隨著深度與時間而改變,自海表面至500m深處,平均緯度在15.5°N。冬季時分支點的緯度最偏北,夏季時最偏南。NEC的分支點位置平均位於13.3°N,且1月時最偏北,約14.0°N;7月時最偏南,約12.5°N。年際變化方面,NEC的分支點在El Nino發生時會往北偏移,La Nina發生時則會往南偏移。

太平洋(Pacific Ocean)赤道洋流系統概論(一)

太平洋(Pacific Ocean)赤道洋流系統概論(一)
國立臺灣師範大學地球科學系博士生王儷樵/國立臺灣師範大學地球科學系吳朝榮教授責任編輯

太平洋是地球上三大洋(太平洋、大西洋、印度洋)中最大的洋,南北長約15900公里,東西最大寬度約19900公里。海岸線總長度為135663公里,自西邊的印尼一直延伸到東邊的哥倫比亞、祕魯附近。南北則從北極一直延伸至南極,其西邊分布的陸地為亞洲、大洋洲,東邊則為美洲。太平洋所占面積約1億 7000萬平方公里,覆蓋着地球約46%的水面及約32%的總面積。太平洋的平均深度約4280公尺,最深處位於馬里亞納海溝(Mariana Through)-10911公尺。

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