108 民航特考三等 飛航管制 航空氣象學 考古題詳解

核心觀念

本題考查夏季西南季風的形成，以及季風氣流受臺灣地形與區域環流影響後，南、北部天氣的差異。西南季風是夏季盛行風系的一部分；分析臺灣天氣時，須同時考慮水氣輸送、地形抬升、對流發展與鋒面位置。

解題方法

依「季風形成 → 氣流帶來的水氣與天氣 → 地形及鋒面造成的南北差異」作答。南部主要說明西南氣流直接影響與地形降雨；北部則說明其與梅雨鋒面、低壓帶及午後熱對流的交互作用。

（一）西南季風形成的原因

夏季，亞洲大陸受日照加熱，地表升溫快，形成範圍廣大的熱低壓；相較之下，海洋升溫較慢，氣壓較高，空氣由海洋流向大陸。南半球的東南信風跨越赤道進入北半球後，受到科氏力向右偏轉，轉為西南風；印度洋與南海的低層氣流因而將暖濕空氣輸送至東亞及臺灣附近，形成夏季西南季風。

西南季風強弱亦受季節性環流與低壓系統影響。當南海、菲律賓海一帶的季風槽或低壓環流增強時，臺灣附近西南氣流也會增強，水氣輸送及降雨隨之增加。

（二）臺灣南部地區天氣和西南季風的關係

西南季風自南海及巴士海峽一帶帶來大量暖濕空氣，臺灣南部較直接暴露於此氣流中，常出現高溫、高濕及雲量增加。當氣流遇到中央山脈西南側與南部地形抬升，水氣凝結，容易形成地形性降雨；若低層水氣充足且大氣不穩定，對流雲發展旺盛，會造成短時強降雨、雷雨及局部豪雨。

西南氣流若持續且強盛，降雨可能延續較長時間，增加淹水、土石流及低能見度等風險。若氣流較弱或水氣輸送較少，南部則可能以高溫炎熱、午後局部雷陣雨為主。因此，南部降雨多寡與西南氣流的強度、水氣含量、持續時間及地形抬升密切相關。

（三）臺灣北部地區天氣和西南季風的關係

核心觀念

本題考查熱帶氣旋的生成環境、引導氣流與路徑變化，以及颱風和臺灣中央山脈的交互作用。作答時可依序掌握三個問題：何種環境利於生成、何種大氣環流決定移動、地形如何改變登陸颱風的強度與路徑。

解題方法

（一）有利颱風生成地區的氣候特徵

颱風生成需要海洋提供熱量與水氣，大氣具備不穩定、低層擾動及有利環流條件。氣候上較有利的海域通常具備以下特徵：

1. 海溫高、暖水層深：海面溫度一般需約達 $26.5^\circ\mathrm{C}$ 以上，且暖水不能只限於很薄的表層；深厚暖水可持續供應水氣與潛熱，降低強風攪拌後冷水上湧對海溫的抑制。
2. 低層水氣充足、對流旺盛：溫暖海面蒸發旺盛，低至中層空氣濕度高，深對流容易發展；水氣凝結釋放潛熱，能進一步維持暖心與低壓環流。
3. 大氣不穩定且有低層擾動：例如季風槽、熱帶輻合帶或東風波等，可提供初始低壓中心與低層輻合，使對流組織化。
4. 垂直風切弱：低層與高層風速、風向差異不大，對流與低層環流較能保持垂直重疊；風切過強則會吹散對流、傾斜暖心結構，不利發展。
5. 距赤道有足夠距離：赤道附近科氏力太弱，不易使低壓擾動建立旋轉環流。熱帶氣旋通常在離赤道數緯度以上生成，常以約 $5^\circ$ 為概略參考，而非絕對界線。

因此，西北太平洋的暖海面、季風槽與季節性對流活躍區，常提供颱風生成所需的氣候背景。

（二）影響颱風路徑的大氣過程

颱風路徑首先受大尺度環境引導氣流控制。可將颱風視為嵌在環境風場中的深厚渦旋；實務上常以中低層至中層的平均風場概括其引導方向。颱風移動可概念化表示為：

其中，第一項通常是主要部分，其餘項會使路徑偏離單純的環境引導方向。

1. 副熱帶高壓及其脊線：副熱帶高壓西側的偏南或西南引導氣流，常使颱風轉向北或西北；高壓強弱、脊線位置及缺口改變，會影響颱風偏西移動、北轉或轉向東北。
2. 中緯度西風槽與冷空氣：西風槽東移接近時，可削弱或切開副熱帶高壓脊線，使颱風轉向；槽前環境氣流亦可能加速颱風向北或東北移動。
3. 季風環流與低層環境風：季風槽、季風氣流及其他大尺度環流會改變引導風的方向與強度，也會影響颱風周邊的低層渦度及水氣供應。

核心觀念

本題考雷暴發展所需的熱力與動力條件，以及成熟雷暴的三維結構。雷暴形成的基本要素可歸納為：充足水氣、大氣不穩定、抬升作用；若要形成組織良好或持續發展的雷暴，還需要適當的垂直風切。雷暴典型生命週期分為發展期、成熟期與消散期，雲體常呈積雲塔、砧狀雲及上下氣流並存等特徵。

解題方法

作答時先從「雷暴如何被觸發並維持」說明環境條件，再依生命週期說明雲體內部氣流、降水及危險天氣的變化。這樣可同時涵蓋雷暴形成機制與結構特徵，避免只列現象、未交代成因。

（一）有利雷暴發生的大氣環境條件

1. 充足水氣

低層需有足夠水氣供水滴、冰晶及降水粒子形成。臺灣午後受日照加熱，地表蒸發及植被蒸散旺盛，近地面水氣充足，有利於對流雲發展。水氣凝結時釋放潛熱，能進一步加熱上升氣塊，增強浮力與上升氣流。

2. 大氣具有不穩定度

氣塊受抬升後若比周圍環境暖、密度較小，便會持續上升。雷暴有利環境通常呈現低層暖濕、上層較冷的垂直溫度結構，使氣塊抬升後能維持正浮力。常用的不穩定度指標之一為對流有效位能（CAPE）；CAPE 越大，代表氣塊在自由對流高度以上可獲得的浮力能量越多，強上升氣流越容易發展。

3. 有足以觸發對流的抬升作用

即使大氣不穩定，仍需抬升機制使暖濕空氣升至凝結高度或自由對流高度。常見機制包括：

• 地表加熱：午後地面受日照加熱，近地面空氣升溫並形成熱對流。
• 地形抬升：氣流受中央山脈等地形阻擋而被迫上升。
• 輻合抬升：不同方向氣流在低層輻合，迫使空氣向上運動。
• 鋒面或海風輻合：冷暖空氣交界或海風鋒面可提供集中抬升。

臺灣午後雷暴常由日照加熱造成的熱對流，配合地形抬升與海陸風環流所形成的輻合共同觸發。

4. 凝結高度與抑制作用適中

暖濕空氣的凝結高度不宜過高，否則氣塊須先被抬升較遠才能形成雲；低層若存在過強的對流抑制（CIN），也會阻止氣塊到達自由對流高度。地表加熱或輻合抬升若能克服抑制，對流便可迅速發展。

5. 垂直風切有助於組織與維持

適當的垂直風切使雷暴上升氣流與降水造成的下沉氣流分離，減少冷池過早切斷上升氣流的情形，因此有利於雷暴持續或組織化。風切較弱時，雷暴較常為短暫、局部的單體；

核心觀念

本題是四個航空氣象常識題，分別考查雙偏極化雷達的降水粒子辨識能力、晴空亂流的典型成因與位置、臺灣霧的地理與季節分布，以及雷暴外流邊界「陣風鋒面」的形成和飛航危險。

解題方法

作答時可依「定義—發生條件或位置—航空上的意義」組織。各小題以精確點出關鍵特徵為主，避免把一般雷雨亂流和晴空亂流混為一談，也要區分本島平地常見的輻射霧與金門、馬祖常見的平流霧。

分題詳解

(一) 雙偏極化雷達主要探測內容

雙偏極化雷達以水平與垂直兩種極化方向發射、接收雷達波，藉由比較兩方向回波的差異，判斷降水粒子的形狀、大小、相態及分布特性。主要探測內容包括：

1. 降水粒子種類與相態：辨識雨滴、雪、冰雹、霰及雨雪混合等水象粒子。
2. 粒子形狀與大小分布：利用不同極化方向的回波差異，推估粒子形狀及雨滴粒徑分布。
3. 降水量估計：結合反射率、差異反射率、比差異相位差等參數，提高定量降雨估計的準確度。
4. 強降水及雷暴特徵：協助辨識強降雨、冰雹或雷暴內部的降水微物理結構。

雙偏極化雷達的重點是補足傳統雷達對粒子性質的辨識能力；若再結合都卜勒觀測，才可進一步取得粒子的徑向速度資訊。

(二) 晴空亂流主要發生區域

晴空亂流（Clear Air Turbulence, CAT）通常指沒有明顯對流雲可供目視辨識、仍會使飛機受到顛簸的亂流。常發生於：

• 高空急流附近，尤其急流軸及其上下方、兩側風速變化大的區域。
• 強烈垂直風切變區，包括急流入口區、出口區，以及高空鋒面附近。
• 山脈背風側的高空，當強風越過山脈並形成山岳波或波動破碎時，也可能產生亂流。

判斷重點是水平或垂直風速變化很大，導致大氣剪切不穩定；不應將晴空亂流限定為雷雨雲內的亂流，因為晴空亂流往往缺乏可見的積雲或積雨雲線索。

(三) 臺灣地區霧好發區域與季節

臺灣霧的好發區域與季節，需按霧的成因分別說明：