千變萬化的天氣

1. 千變萬化的天氣 重點整理 第 章 大氣的組成和結構 天氣變化 氣團和鋒面 臺灣的氣象災害 天氣預報

2. 大氣的組成和結構 地球的保護罩－大氣 你可以好幾天不吃東西不喝水 但是……卻無法十分鐘不呼吸……

3. 大氣的組成和結構 • 大氣的功能 • 提供生物生存所需的氣體 • 維持適宜的溫度 • 產生天氣變化 • 阻擋太陽輻射 • 阻擋太空碎粒侵襲地球 月球為何日夜溫差大、 有大大小小的隕石坑？

4. 大氣的組成和結構 知識快遞 照射過量的紫外線會使人體產生皮膚癌、白內障等病變。紫外線對免疫系統的損害，更會增加人體受病菌感染的機會。

5. 大氣的組成和結構 • 低層大氣的組成體積比 氮氣78% 氧氣21% 氬氣0.9% 其他約0.1%

6. 大氣的組成和結構 動腦時間 水氣、二氧化碳及臭氧在大氣中的含量會隨時間、地點而改變嗎？想想看，人類有哪些活動會影響它們的含量？ 氣體名稱 低層大氣中所占的體積比例 水　　氣 0 ％∼ 4 ％ 二氧化碳 19 世紀前約0.027 ％，目前約 0.036 ％ 臭　　氧 0 ％∼ 0.000004 ％

7. 大氣層內溫度隨高度變化之情形 大氣的組成和結構 增溫層 （熱氣層） 中氣層 平流層 臭氧含 量最高 對流層

8. 距離地表平均約11公里內 大氣的組成和結構 • 對流層的特性 增溫層 （熱氣層） • 氣溫隨高度增加而降低 • 對流層的範圍隨地點與季節而變化 • 水氣集中於此層 • 天氣現象發生於此層 中氣層 平流層 對流層

9. 對流層的天氣現象 大氣的組成和結構 增溫層 （熱氣層） 中氣層 平流層 對流層

10. 由對流層之上至50公里內 大氣的組成和結構 • 平流層的特性 增溫層 （熱氣層） • 天氣狀況穩定，氣流流動平緩，適合長程飛機飛行 • 氣溫隨高度增加而上升 • 臭氧集中於20~25公里處 中氣層 平流層 對流層

11. 大氣的組成和結構 知識快遞 大氣層沒有明顯的邊界，但99 ％的大氣都集中在離地表約30公里以內的地方。

12. 由平流層之上50～85公里內 大氣的組成和結構 • 中氣層的特性 增溫層 （熱氣層） • 氣溫隨高度增加而上升 • 大氣中最低的溫度在此層 中氣層 平流層 對流層

13. 大氣的組成和結構 • 增溫層的特性 • 空氣稀薄，溫度高 • 人造衛星的軌道大多位於此高度 增溫層 （熱氣層） 中氣層 平流層 對流層

14. 天氣－指的是短時間內的大氣中實際所發生的現象。天氣－指的是短時間內的大氣中實際所發生的現象。 例如：氣象報告中會聽到 「臺中地區明天氣溫最高28℃，最低22℃，天氣晴朗。」 天氣變化 • 何謂「天氣」？

15. 氣候是指長時間平均的天氣狀態 例如：臺灣氣候為「終年溫暖宜人、多雨，平地的年平均氣溫介於22～25℃，年平均降雨量可達2500毫米以上。」 偶爾出現的特殊天氣狀況，也屬於該地的氣候特徵 例如：民國92年8月8日臺北最高溫38.7℃，打破107年來臺北的氣溫觀測紀錄，也是臺北的氣候特徵之一。 天氣變化 • 何謂「氣候」？

16. 「風城」之稱的新竹，利用風乾法製造出聞名全臺的新竹特產——米粉「風城」之稱的新竹，利用風乾法製造出聞名全臺的新竹特產——米粉 天氣變化 • 天氣變化對人類活動的影響 • 蘭嶼傳統的房屋多蓋在面向海且低於地平面的地方，既能使 屋內的空氣流通， 也能阻擋強勁、冷 冽的海風。

17. 中國人建屋習於「座北朝南」，是為了能抵擋冬季寒冷的北風，並利於夏季南風吹入屋中，以收冬暖夏涼之效。中國人建屋習於「座北朝南」，是為了能抵擋冬季寒冷的北風，並利於夏季南風吹入屋中，以收冬暖夏涼之效。 漁、畜牧業的收成、交通運輸，到戰爭的勝敗等，都可能受天氣影響。 天氣變化 知識快遞 西元1274 年，元世祖派軍侵略日本，戰爭進行中因颱風來襲而吃下敗仗。西元1281年，元世祖再派大軍攻打日本，途中又遭遇颱風，船沉人溺，再度落敗。日本因而稱颱風為「神風」。

18. 風和天氣變化的關係-「山雨欲來風滿樓」 天氣變化 • 天氣變化和大氣溫度、溼度及運動狀態有關 • 當天空出現大量的烏雲，表示可能快下雨。

19. 天氣變化 示範實驗 造雲DIY 由以下簡易實驗，了解雲的形成過程 1.將能塞入寶特瓶口的橡皮塞， 鑽一個適當大小的孔，使其 與玩具打氣筒的管子緊密連 結。 2.寶特瓶內裝少許水和一些線 香的白煙，搖晃數下後，將 步驟1的橡皮塞塞緊瓶口。

20. 天氣變化 示範實驗 3.以打氣筒打氣。瓶塞彈開時，觀察瓶內狀況和瓶口冒出的白色煙霧。 因瓶塞隨時會彈開， 請注意安全。

21. 體積膨脹，造成本身溫度下降，使得空氣中的水氣達到飽和，即相對溼度達到100％體積膨脹，造成本身溫度下降，使得空氣中的水氣達到飽和，即相對溼度達到100％ 水氣凝結成小水滴，成為實驗中所看到的白色煙霧。 天氣變化 示範實驗 當瓶塞彈開，由寶特瓶口冒出的白色煙霧是如何產生的呢？ 當瓶塞彈開時，空氣由壓力較大的瓶內往壓力較小的瓶外流動

22. 天氣變化 • 天空中雲的形成 氣溫下降 空氣中的水氣達到飽和 凝結成雲 水氣增加 知識快遞 大氣中最大水氣含量的多寡與氣壓、氣溫有關；固定氣壓下，氣溫越高，最大水氣含量越多。

23. 天氣變化 • 雲的形成 水氣達到飽和而凝結成水滴或冰晶，成為雲朵。 空氣的體積膨脹，致使本身溫度下降。 空氣的壓力比外界環境氣壓大，所以體積膨脹。 上升中，大氣的壓力漸減小。 地面有一團未飽和的空氣。

24. 霧、露或霜，是地面附近的水氣達到飽和凝結成水滴或冰晶的現象霧、露或霜，是地面附近的水氣達到飽和凝結成水滴或冰晶的現象 天氣變化

25. 天氣變化 • 天氣變化與風的關係 • 風是空氣在運動 • 空氣的運動受大氣壓力影響 • 大氣壓力：單位面積上空氣柱的重量，通常以百帕（hPa）為單位，一大氣壓約為1013百帕

26. 天氣變化 知識快遞 • 近年國際通用單位採用帕斯卡（Pascal，1Pa＝1N/m2）為壓力的單位，氣象界則以百帕（hPa）作為氣壓單位。 • 1 atm＝76 cm-Hg • ＝1033.6 gw/cm2 • ≒1013 hPa

27. 1.在地面天氣圖中，將相同氣壓值的地點連起來，所畫出的曲線，稱作「等壓線」1.在地面天氣圖中，將相同氣壓值的地點連起來，所畫出的曲線，稱作「等壓線」 2.由等壓線的疏密程度可推測風速的大小，等壓線較密集的區域，表示氣壓變化較大，風速一般也較大。 天氣變化 • 天氣變化與風的關係 A B 風速 A > B

28. 天氣變化 • 天氣變化與風的關係 氣壓的高低是相對的，高氣壓是指一地的氣壓高於其四周；反之則為低氣壓。地表各處的氣壓不盡相同，當空氣由氣壓較高處往較低處移動時，便形成風。

29. 天氣變化 動腦時間 1.若下圖為等高線圖（單位：公尺），圖上有A ～ E 五個地點。請問自A 地至何地的坡度最陡？此區域的地形為何？ 2.如果將下圖改為等壓線圖（單位：百帕），則A 點至何點在單位距離內的氣壓差值變化最大，意即該區可能風速比較大？ 又A 處為高氣 壓或是低氣壓 區？

30. 天氣變化 北半球 摩擦力 地球自轉 空氣由高壓向低壓運動時向右偏 低壓區 往右轉 1008 百帕 1012 百帕 1016 百帕 高壓區 北半球地表附近空氣流動的方向會往右轉，而與等壓線成一個夾角。

31. 天氣變化 知識快遞 因地球自轉， 而對於地表附近運動的物體（如空氣、飛彈、海水等） 造成一種偏向力， 稱為科氏力（Coriolis force）。

32. 天氣變化 • 天氣變化與風的關係 近地面高氣壓中心 下沉氣流 天氣晴朗 近地面低氣壓中心 上升氣流 雲雨的天氣 下沉氣流 上升氣流 高 低 高氣壓 低氣壓

33. 氣團－在水平方向上溫度、溼度均相當一致的一大團空氣。氣團－在水平方向上溫度、溼度均相當一致的一大團空氣。 空氣在一地貌非常近似的廣大區域長時間停留後，便很可能形成氣團，氣團形成的地方稱為氣團源地。 氣團形成後離開氣團源地，性質會隨所經過的地理環境而改變 氣團與鋒面 • 例如 • 冷氣團移往較低緯區，底層的氣體易受熱 • 大陸氣團經過海面時，會吸收水氣

34. 氣團與鋒面 • 風向隨著季節的交替而轉變，稱為季風，以澎湖為例。

35. 氣團與鋒面 知識快遞 季風（monsoon）源自於阿拉伯文中的mausim，為「季節」之意。世界各地並非都有季風，例如撒哈拉沙漠即是季風難以到達的地方。亞洲東部和南部是季風最顯著的區域 。

36. 氣團與鋒面 • 冬季 • 影響臺灣冬季的氣候－大陸冷氣團。 • 大陸冷氣團的特性－水氣少、溫度低、為高氣壓區 冬天 冷氣團抵達臺灣時很強烈或是南下速度較快，容易造成各地氣溫遽降，稱為寒潮 冷 暖

37. 氣團與鋒面 • 東北季風盛行時間---十月到次年四月 • 東北季風經過海面時會吸收水氣，為臺灣的北部、東北部及東部地區的迎風面帶來豐富的雨水。 • 西南部地區，因氣流受到中央山脈的阻擋，水氣無法抵達，所以天氣晴朗、乾燥。 東北季風 氣流上升成雲致雨 背 迎 風 風 面 面

38. 氣團與鋒面 知識快遞 「竹風蘭雨」這句諺語指出新竹風大和宜蘭多雨的氣候特徵。宜蘭在民國60～89年間，年平均降雨日為207日，年平均降雨量為2827.7毫米。 另外，基隆因為三面環山的地形，所以在冬季時降雨情形非常明顯，時常都是陰雨綿綿的天氣，而有「雨都」和「雨港」之稱。

39. 氣團與鋒面 • 比較降雨量和溫度方面 • 十月~三月平均降雨量---高雄 < 臺北、花蓮 • 月平均溫度方面---高雄 > 臺北、花蓮

40. 氣團與鋒面 • 夏季 • 影響臺灣夏季的氣候－太平洋暖氣團 • 太平洋暖氣團的特性－溫暖、潮溼 • 天氣特徵－晴朗、炎熱、相對溼度高 冷 暖

41. 溼熱 午後雷陣雨頻繁 氣團與鋒面 • 臺灣地區夏季典型的天氣特徵 這是由於風從海上帶來大量的水氣，受到山區地形影響而抬升，或因地面受到太陽高溫照射，空氣對流旺盛，容易降雨。

42. 氣團與鋒面 • 當兩個不同性質的氣團相遇時交界處會形成過渡區，稱為鋒面。 • 兩氣團的勢力大小會影響鋒面的移動狀況，依此可將鋒面分為冷鋒、暖鋒、滯留鋒等 冷鋒 暖鋒 滯留鋒

43. 氣團與鋒面 知識快遞 「鋒」在軍事上是指兩軍對壘的前列， 稱作「先鋒」或「前鋒」。氣象上， 將此意境借來比喻不同性質氣團相遇的分界，故稱作「鋒面」。

44. 氣團與鋒面 示範實驗 人造鋒面 1.準備兩個大燒杯（分別標示甲、乙）、線香、冰塊和熱水。 2.點燃線香置於甲燒杯中，使其充滿白煙後，加蓋塑膠板。再將甲燒杯放入熱水中數分鐘。 3.於乙燒杯中放入 約三分滿的冰塊 後靜置。 甲 乙

45. 氣團與鋒面 示範實驗 人造鋒面 4.不可移去塑膠板，但將甲、乙燒杯橫放且對準杯口，靜置數秒鐘。 5.將塑膠板抽起，觀察空氣的流動情形。

46. 氣團與鋒面 • 影響臺灣天氣的鋒面主要是冷鋒和滯留鋒。 • 冷鋒是冷空氣南移，暖空氣抬升而形成 • 冷鋒過境天氣變化： • 氣溫降低 • 風速增強 • 風向改變 • 雲量增多 • 降雨增加 冷鋒 暖空氣 冷空氣

47. 氣團與鋒面

48. 氣團與鋒面 • 暖鋒－暖空氣區往冷空氣區移動，原本的冷空氣區被暖空氣取代，此時鋒面由暖空氣區往冷空氣區移動。 • 鋒面通過後 3.臺灣地區很少受暖鋒影響，但較高緯度的韓國、日本，則常受暖鋒影響 暖鋒 • 溫度上升 • 連續性降雨的天氣 暖空氣 冷空氣

49. 氣團與鋒面 • 滯留鋒 形成：春末夏初，冷空氣移動方向和鋒面 平行，冷鋒移動的速度減緩，鋒面 近似滯留的現象，稱為滯留鋒。 天氣特性：連續性降雨的天氣。 分布：臺灣、華南，長江中、下游、韓國及日本等地區均有此天氣特徵。由於這個時期適逢長江中、下游一帶梅子成熟季節，因而稱為梅雨。

50. 氣團與鋒面 知識快遞 江南有句諺語「雨打黃梅頭，四十五日無日頭」，實在道出梅雨期連續降雨的特性；另外「梅子成熟傾盆雨」則是表示梅雨期不僅有連綿細雨的天氣狀況，有時也會出現較大的雨勢。