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航海氣象學-大氣

 

大氣

一、組成

1. 空氣大多集中在低層大氣,約有50%集中在5 km 以下,75%集中在10 km 以下。

2. 二氧化碳、水汽等,吸收地表的輻射熱使地球溫度升高,稱為溫室效應。

二、大氣層

1. 大氣垂直分佈由下往上:

對流層(Troposphere)→平流層(Stratosphere)→中氣層(Mesosphere)→增溫層(Thermosphere)。

2. 對流層:

(1) 約為距地表8 ~ 18 km(極地~赤道)之低層大氣間,空氣在其內作上下垂直運動。

(2) 地表因太陽輻射而溫度最高,愈往上溫度愈低,遞減率約6 ~ 7 度/公里。

(3) 有些地方會出現逆溫層:

在正常情況下,由於太陽短波輻射從地面反射到空氣的加熱是越接近地面越顯著的,因此隨高度增加,氣溫亦越來越低。一種和此情況相反的,即溫度隨高度增加的現象,稱為逆溫現象;而受逆溫現象影響的一段垂直厚度大氣則稱之為逆溫層。

逆溫層的出現主要是由空氣下沉,絕熱增溫所引起。因此,受高壓脊(如副熱帶高壓脊、大陸性反氣旋南下)或熱帶氣旋外圍下沉氣流區支配下,都有機會出現逆溫層。逆溫層通常出現於對流層低層,厚度也較薄,大約幾百至千餘公尺左右。

受逆溫層影響的地區,大氣都趨於穩定,對流不易發生;因此,隨寒潮所帶來的逆溫外,一般逆溫現象都會引致地面風力微弱;空氣中的懸浮粒子因而聚積而使空氣的質素變得惡劣。

·大氣現象幾乎都集中發生在對流層Tropsphere

→從地面向上約10km的範圍內,大氣因地面受熱產生對流現象

→對流層裡的大氣溫度→自地面向上近平均遞減

特性:空氣呈現顯著的垂直運動

→其離地高度會隨緯度的高度而降低→赤道上,對流層最高

影響生活日常中的移動性天氣系統,幾乎全在對流層內產生→有豐富的水氣含量風速自地面向上增大

3. 平流層:對流層頂至中氣層底。

(1) 從對流層頂往上至離地20 km 處溫度皆保持不變,稱為同溫層。

(2) 自20 km 後,愈往高處去溫度愈高,直至平流層頂為止。

(3) 離地20 ~ 30 km 處臭氧濃度最高;臭氧的功用在於吸收紫外線。

(4) 到離地50 km 後溫度不再升高,是為平流層頂。

4. 中氣層:

(1) 這個氣層內,愈往高處溫度愈低,每升高1 km 約降3ºC,至離地80 km 處(中氣層頂)可降至- 95ºC,是高空大氣中溫度最低點。

(2) 溫度變化現象與對流層一致。

(3) 中氣層頂以下空氣均勻(除水汽和臭氧)稱均勻層,以上的增溫層即為非均勻層。

(4) 電離層D 層(60 ~ 90 km)在中氣層內。

 大氣垂直分佈由下往上:對流層(Troposphere)→平流層(Stratosphere)→

中氣層(Mesosphere)→增溫層(Thermosphere)。

5. 增溫層:

(1) 極光和流星出現的氣層。

(2) 氣體因強烈紫外線和X 射線照射,游離作用比中氣層內持久旺盛。

(3) 增溫層的電離層E 層在夜間同D 層均會消失,但有F 層仍能反射無線電天波。

逆溫層Inversion layer→在對流層內有些地方出現向上溫度未遞減,反而形成了溫度較高的一溝層,在逆溫層內,下層空氣無法向上輸送,污染物不易擴散,造成污濁空氣環境

→為穩定狀態,在對流層中,出現溫度隨高度升高而增加的現象

·造成信封逆溫層的原因是大氣沉降

·臭氧在大氣中的功能為吸收紫外線

 多集中在約離地25km處之高空,也就是平流層Stratosphere

·中氣層,每上升1km氣溫平均下降3°C

·因為大氣具有壓縮性,所以離地5.5km以下的大氣質量約佔整個1000km大氣層總值量的½

·日出與日落時,太陽為何是紅.黃色→因為太陽斜射穿過大氣層後只剩紅黃光

晴天的天空為什麼是藍色的→因為空氣質點對藍光散射最為顯著

→太陽外表輻射最強的是藍色

·太陽光中,可見光線的波長,最短的是紫色

·地面輻射主要為波譜中的紅外線

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