课程名称︰气候学及实习
课程性质︰(地理系大二)必修
课程教师︰庄振义
开课学院：理学院
开课系所︰地理环境资源学系
考试日期（年月日）︰2020/04/20
考试时限（分钟）：300分钟(take home exam)
试题 :
1. (10%)请以文字叙述的方式(请不要推导公式)，说明在课堂之中，我们如何
推出Dry adiabatic lapse rate (9.8度C/Km)。请清楚说明相关假设及使用
的观念。
2. (各5%)试简要回答下列有关云与降水的问题
(1)试解释在暖云(warm clouds)系统中，雨滴(cloud drops)逐渐变大的过程。
请说明雨滴大小如何影响这个过程的效率？
(2)请以图示和相关文字说明在冷云系统中(cold clouds/cool clouds)的白吉
龙过程(the Bergeron process)
3. (20%)研究人员在某一个以黏土(clay)为主要成分的干燥农地进行实验，量测
到以下相关的能量数值：
平均入射短波辐射(incident/downward shortwave radiation) = 550Wm^-2
平均入射长波辐射(downward longwave radiation) = 420Wm^-2
地表温度(surface temperature) = 35度C
(1)(4%)请计算净辐射(net radiation) 为多少？
(2)(4%)如果这片农地在经过灌溉，地表淹满水(水深20cm)，地表温度降为25度
，假设其平均入射短波以及平均入射长波辐射维持不变，试问其净辐射量将
变为多少？
(3)(4%)如果这片农地在经过种植水稻之后，在接近收成期间，地表温度变为30
度，假设其平均入射短波以及平均入射长波辐射维持不变，试问其净辐射量
将变为多少？
(4)(8%)请至少使用150字，讨论上述相关变化(可讨论机制、影响等各方面)
4. (20%)试回答下列有关大气压力的问题
(1)试由图形以及相关基本定义说明geostrophic flow与gradient flow之间的
差异
(2)在讨论高空大气压力分布的情况时，常会使用constant pressure surface
height说明高空压力的空间分布。试讨论
(a)不同纬度地区的500mb height之分布变化
(b)不同季节(如冬/夏季)同一纬度地区，海洋与大陆500mb height之相对高
低
5. (40%)假设某测站位在海平面高度，地面温度为25.0度C，大气压力为100kPa
，露点温度为21.0度C。以探空气球量测，在其正上方500公尺处大气温度为
21.5度C
(1)(10%)请计算此测站处的水气压力(vapor pressure)、饱和水气压力(
saturated vapor pressure)、相对溼度(relative humidity)、比湿度(
specific humidity)，以及空气密度(air density)。
(2)(10%)请计算上方500公尺之：大气压力(air pressure)、水气压、相对湿度
、比湿度以及空气密度
(3)(5%)请问此大气为绝对稳定(absolute stable)、绝对不稳定(absolute
unstable)还是条件型不稳定(conditional unstable)？
在离地多高处，空气中的水气会达到饱和？
(4)(5%)请问在这个系统中，是否会产生自由对流(free convection)？
如果会的话，产生自由对流的高度为多高？
(5)(5%)假设这个测站旁，一个空气块受到风场的推动，沿着当地的地形抬升到
2500公尺高，请问此时空气块的温度为多少(假设上方的大气环境条件如上
面题目所述)？
(6)(5%)承上题，如果接下来这个空气块由2500公尺高，降至海平面高度，请问
此时空气块的温度为多少？露点温度以及相对湿度分别为多少？
注 可使用程式语言计算