1、Chapter 3千變萬化的天氣,章節大綱,3-1大氣的組成與結構3-2天氣變化3-3氣團和鋒面3-4台灣的氣象災害3-5天氣預報,大氣的組成與結構,大氣的功能,提供生物呼吸 維持適宜溫度 產生天氣變化 阻擋太陽輻射線 避免太空碎粒直接撞擊,大氣的組成成份,氮氣78%,氧氣21%,氬氣0.9%,其他0.1%,各氣體作用,氮氣：組成生物體的重要元素之一氧氣：提供生物呼吸並幫助呼吸水氣：影響天氣變化二氧化碳：供植物進行光合作用臭氧：吸收太陽輻射中的紫外線,大氣的分佈,依垂直方向的溫度變化不同，分成四層： 對流層、平流層、中氣層、增溫層。,對流層性質,距離地表平均約11公里的範圍內。此範圍會隨地點及
2、季節而變化。空氣對流(垂直方向流動)旺盛。大氣中水氣多集中於此層。絕大數生物活動於此層。一般常見的天氣現象都發生在此層。此層氣溫隨高度增加而降低。,平流層性質,由對流層頂至高約50公里處空氣流動平緩，適合長程飛機飛行臭氧多聚集在地表約2025公里處，可吸收太陽光中的紫外線此層氣溫隨高度增加而增加。,中氣層與增溫層,距地表50至85公里為中氣層，氣體含量稀少，大氣中最低溫即出現在此層。此層氣溫隨高度增加而降低中氣層以上為增溫層，空氣非常稀薄，溫度很高，人造衛星的軌道大都在此層之上。此層氣溫隨高度增加而增加。,天氣變化,天氣與氣候,天氣是指某地短時間內，大氣中實際所發生的現象，如雲、霧、露、雨、雪
3、、彩虹、閃電等。天氣變化和大氣的溫度、濕度及運動狀態關係密切。氣候是長時間平均的天氣型態，或該地偶爾出現的特殊天氣狀況。,雲、霧,北宜公路雲海,大平山大霧,霜、雪,結霜的樹枝,大雪紛飛林道,彩虹、閃電,台北的彩虹,相對溫度,定義：該溫度下，單位體積空氣中實際所含水氣的質量與飽合水氣的質量之百分比。例如：在25下，每公升空氣的飽合水氣質量為25g，若今實際水氣含量為20g，則相對溫度為：,當相對溫度達100%，表示空氣中的水氣達飽和，所以水氣會凝結成小水滴。,讓水氣達飽和的方法,降低溫度可降低空氣的飽和水氣質量增加水氣,絕熱膨脹,當空氣的體積迅速膨脹，壓力下降時，會讓空氣的溫度下降的現象。 生活
4、實例：打開罐裝汽水的瞬間，會在瓶口發現有白色煙霧,實驗裝置,(1)將打氣針頭穿過試管塞，再將試管塞塞住保特瓶，利用打氣筒往保特瓶內打氣加壓 (2)握好加壓過的保特瓶，將試管塞拔出保特瓶口後，可見保特瓶內瞬間產生大量雲霧,將塑膠針筒的開口按住，然後將下面抵住桌面，慢慢將針筒移往桌緣，當移出桌緣的一瞬間，內部氣體突然膨脹，即可在塑膠針筒內產生白色煙霧。,雲的形成,雲的形成,地表附近一團未飽和的空氣開始上升。大氣壓力隨高度增加而下降，使此團空氣體積膨脹，經絕熱膨脹而溫度下降。水氣達飽和凝結成水滴或冰晶。,風,風：即空氣的運動。而空氣的運動主要受大氣壓力影響。大氣壓力：單位面積上空氣柱的重量，通常以百
5、帕(hPa)為單位。一大氣壓=1013百帕=1033.6gw/cm3=76cm-Hg,等壓線與風速,將相同氣壓值的地點連起來所畫出一圈圈的圓滑曲線，稱為等壓線。同一條等壓線上的各點壓力相等。通常等壓線之間的距離是4個百帕。等壓線愈密集的區域，表示氣壓變化愈大，則風速也愈大。,上圖中乙處等壓線最密集，故風速也最大。,風的形成,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。若甲地的氣壓高於四周，則甲為高氣壓區，以H表示。若甲地的氣壓低於四周，則甲為低氣壓區，以L表示。,科氏力,現象解說：由於受到地球自轉和摩擦力的影響，使得北半球的空氣由高氣壓流向低氣壓時，會偏向運動方向的右邊
6、；南半球的空氣則偏向運動方向的左邊。,高壓區,低壓區,1008百帕,1012百帕,1016百帕,向右偏,北半球空氣的流動,科氏力成因探討,兩列火車,上列火車速率較慢，下列火車較快,同向右前進。 下列火車1號車箱內的人想丟石頭給上列火車1號車箱內的人。若他在車箱交會時，瞄準1號車箱的人丟去，那麼將丟不到1號車箱的人，而會丟中2號車箱內的人。,原因：石頭丟出後，仍保有和下方火車相等的速度(即慣性)，故速度大於上方的火車，因此會往上方火車的前方移動。,地球由西向東轉。當地球自轉一圈，赤道、南北迴歸線也各轉一圈。(即角速度相同)但赤道與南北迴歸線所形成的圓之圓周周長不同，赤道最大而迴歸線較小，因此轉動
7、的切線速度不同。,因為摩擦力的作用，地球上的任何物體皆隨著地球而自轉，包括空氣。(若是空氣不動會如何呢?)在赤道附近的空氣跑得快,愈往南(或北)的空氣跑得愈慢。氣流由赤道附近往北流動的情形相似呢 ?這便是科氏力的成因。,因此北半球高氣壓水平氣流方向為順時針方向向外旋出；低氣壓則為逆時針方向向內旋入。,請填入南、北半球及高、低氣壓,L,L,H,H,北半球,南半球,賀伯颱風的風向,下沉氣流,近地面高氣壓中心附近的空氣向外流出，其上方的空氣便附下來填補，形成下沉氣流。空氣下沉時，由於溫度上升，水氣不易飽和，所以天氣通常較明朗。,上升氣流,低氣壓中心附近不斷有空氣向內匯聚，擠壓上升，形成上升氣流。空氣
8、在上升過程，溫度下降，水氣易達飽和，凝結成雲，容易出現雲雨的天氣狀況。,氣團與鋒面,氣團的形成,氣團：在水平方向上，溫度、濕度相當一致的一大團空氣。氣團源地：空氣在一地貌非常相似的廣大區域長時間停留後，便可能形成氣團，此地區稱為氣團源地。,氣團分類,氣團可依其源地緯度之高低，為大陸或海洋而分類，例如極地大陸性氣團，熱帶海洋性氣團。又可視其離開源地後，與所經地面之熱力交換情形而分為冷氣團和暖氣團。,氣團的移動,氣團形成後，通常都會離開氣團源地，其性質會隨著所經過的地理環境而改變。冷氣團移往較低緯度區域，較底層的氣體容易受熱，而破壞原本溫度的一致性。大陸氣團經過海面時，濕度也會因為吸收水氣而增加。
9、,台灣的季風與天氣,季風：隨季節交替而轉變風向者，稱為季風。台灣受到西伯利亞、蒙苦一帶的大陸冷氣團和太平洋暖氣團勢力因季節改變而有所消長的影響，使台灣地區的風向隨季節而轉變。,台灣夏季季風,台灣冬季季風,台灣冬季季風,台灣每年十月到次年四月受到大陸冷氣團的影響，盛行東北季風。大陸冷氣團源自西伯利亞、蒙古一帶，水氣水、溫度低，為高氣壓區。東北季風經過海面吸收水氣、為台灣北部、東部地區的迎風面帶來豐富雨水。台灣西部因氣流受中央山脈阻擋，水氣無法到達，天氣較為乾燥晴朗。,台灣夏季季風,台灣夏季受太平洋暖氣團影響，盛行西南季風和東南風。西南季風和東南風帶來暖溼的空氣，受到山區地形影響而抬升，或因地面受
10、到太陽高溫照射，空氣對流旺盛而易降雨。濕熱、午後雷陣雨頻繁，且雨勢來得急、去得快，即為台灣夏季天氣的特徵。,迎風面與背風面,絕熱膨脹,絕熱收縮,鋒面,當兩個不同性質的氣團相遇時，由於氣團之間空氣的溫度、溼度及密度等因素差異甚大，交界處會形成過渡區，稱為鋒面。依兩氣團勢力大小，可分成冷鋒、暖鋒、滯留鋒等。,冷鋒,冷鋒特性,形成：冷空氣南移，切入暖空氣下，將暖空氣抬升而形成。天氣形態：暖空氣被抬升，水氣達飽和，常形成雲區，可能出現陣雨或雷雨的天氣。冷鋒過境，氣溫度降低、風速增強、風向改變、雲量增多，降雨可能性大增。符號：,暖鋒,暖鋒特性,形成：冷空氣後退，原本的冷空氣區被暖空氣取代。天氣形態：暖空
11、氣沿著鋒面爬升至冷空氣上方，常形成廣闊的雲區，帶來連續性降雨。暖鋒較常影響韓國、日本，台灣地區較少受其影響。 符號：,垂直剖面與天氣分布,滯留鋒,滯留鋒特性,成因：當冷暖空氣移動方向接近平行，此時鋒面移動緩慢而近似滯留，稱滯留鋒。天氣形態：鋒面呈滯留狀態，連續性降雨的天氣狀況常可維持數天之久。春末夏初常影響華南、台灣地區，稱為梅雨季。(56月)符號：,台灣的氣象災害,影響台灣四季天氣變化的因素,地理位置：台灣四面環海，位於亞洲大陸和太平洋交界地帶，氣候深受季風影響。氣團：大陸冷氣團和太平洋暖氣團的勢力消長。地形：受到中央山脈高聳地勢的影響。,冬季天氣,影響氣團：大陸冷氣團勢力較強鋒面：冷鋒移動
12、速度快，接續影響台灣季風：東北季風盛行天氣形態：陰冷，平均溫約1518，寒潮來襲時氣溫驟降。,春季天氣,氣團：大陸冷氣團轉弱、太平洋暖氣團增強鋒面：常受到冷鋒影響天氣形態：各地氣溫逐漸回升，下春雨。,春夏交替天氣,氣團：大陸冷氣團和太平洋暖氣團勢力相當鋒面：滯留鋒常徘徊於台灣與華南地區。天氣形態：梅雨季可帶來豐沛雨量，為台灣的主要降雨期之一。,夏季天氣,氣團：太平洋暖氣團勢力較強鋒面：較少有鋒面接近。天氣變化：平均約2728，颱風和午後雷陣雨帶來許多雨水，亦為主要降雨期之一。,秋季天氣,氣團：太平洋暖氣團漸弱，大陸冷氣團勢力增強。鋒面：冷鋒影響力漸增，移動快速。天氣形態：各地天氣開始轉涼，天氣狀況多不穩定。,寒流,台灣冬季時氣候較寒冷，主要受向南移動的大陸冷氣團影響。若冷氣團抵達台灣時很強烈，造成各地氣溫遽降，稱為寒潮(寒流)。寒潮導致農作物凍傷、魚類大量死亡，稱為寒害。,梅雨,成因：每年五、六月滯留鋒面徘徊，導致台灣天氣多為相對濕度大、雨量豐沛、雲量多、風速小。中央氣象局為5月1日6月30為梅雨期。梅雨期平均降雨量佔台灣全年降雨量1/4。可能為局部地區帶來豪雨，易造成山洪爆發、山崩、土石流等，使道路、橋梁、房屋損毀，造成、漁業等方面災情。,
