109 民航特考三等 飛航管制 航空氣象學 考古題詳解

核心觀念

本題考查以無線電探空的**斜溫圖（Skew-T log-P diagram）**判讀垂直溫度與水氣結構，並據以評估雲層、對流不穩定度，以及有利龍捲風的溫度與露點配置。

斜溫圖的縱軸為氣壓，通常採對數刻度，氣壓愈低代表高度愈高；橫軸為溫度，等溫線向右上方傾斜。探空資料中的環境溫度曲線記為 $T$，露點曲線記為 $T_d$。同一高度上，$T$ 與 $T_d$ 愈接近，相對濕度愈高；兩者重合或非常接近，表示空氣接近飽和，常對應雲層。

解題方法

一、判讀雲層位置

由低層往高層讀取 $T$ 與 $T_d$ 曲線，觀察兩條曲線是否接近：

1. 曲線接近或重合的高度層：空氣接近飽和，判定為雲層可能所在的高度範圍。
2. 兩曲線再次明顯分開的位置：表示空氣轉為較乾，通常可視為該雲層的上界。
3. 若接近區段有數段：代表可能有數層分離雲層；若接近區段連續且深厚，則代表深厚雲層或大範圍飽和層。

因此，雲層底、頂可由曲線開始接近與重新分離的氣壓層估計，再利用圖上的高度標示或氣壓高度資料換算高度。低層若兩曲線自地面附近即接近，則可能有霧、低雲或降水中的飽和層。

曲線接近只是雲層的探空判據，實際雲況仍會受探空時間、地點代表性、垂直運動與降水等因素影響。

二、評估是否容易發生劇烈對流

劇烈對流的判斷不能只看「是否有雲」，還要判斷氣層是否不穩定、上升氣流能否發展，以及垂直風切是否有利。讀圖時可依序檢視：

• 低層水氣與熱力條件：低層溫暖、露點高，代表水氣與可用能量較充足。
• 溫度隨高度遞減的速度：若環境溫度遞減率較大，氣塊上升後較容易比環境暖而繼續上升，有利對流發展。
• 抑制層與觸發條件：逆溫或穩定層會抑制氣塊上升；須考慮地面加熱、鋒面或地形等是否足以突破抑制。
• 不穩定能量：可沿氣塊路徑比較氣塊溫度與環境溫度，正浮力區的能量以對流可用位能（CAPE）表示；抑制上升所需能量以對流抑制能量（CIN）表示。CAPE 大且 CIN 不強，較有利強對流。

核心觀念

本題考查東亞季風的季節轉換，以及臺灣附近低層至高層風向的垂直差異。作答時要把握兩條因果鏈：

1. 海陸熱力差異改變地面氣壓分布，使亞洲大陸與西北太平洋之間形成季節性氣壓梯度，進而建立冬、夏季風。
2. 氣壓場與溫度場隨高度改變，使臺灣附近低層和高層的盛行風向呈現不同配置。水平氣壓梯度力、科氏力及溫度梯度共同決定風場。

北半球近地面風受摩擦影響，會斜穿等壓線，由高壓吹向低壓；較高空的風則較接近沿等高線吹的地轉風。高、低層風向不同，反映季風環流與大尺度溫度、氣壓場的垂直結構。

解題方法

先分別說明冬、夏季亞洲大陸與西北太平洋的主要氣壓中心及其形成原因，再指出兩者間的氣壓梯度如何造成季風。接著比較臺灣附近低層與高層風向，最後以季節性溫度梯度、季風環流及高空西風帶位置的變化解釋差異。

亞洲大陸與西北太平洋冬、夏季氣壓分布及季風發展

冬季：大陸高壓與北太平洋低壓，形成東北季風

冬季北半球陸地冷卻速度比海洋快，亞洲大陸尤其西伯利亞、蒙古一帶氣溫顯著降低，冷而密的空氣使地面氣壓升高，形成強大的西伯利亞高壓。西北太平洋海洋相對較暖，北太平洋阿留申附近則常有較深的阿留申低壓。

因此，亞洲大陸高壓與西北太平洋低壓之間形成明顯的水平氣壓梯度。冷空氣由大陸向東、向南移動，受地球自轉的科氏力偏轉，在東亞及臺灣附近形成以東北風至北風為主的冬季風。冷空氣南下的強弱，與西伯利亞高壓、阿留申低壓及兩者之間的氣壓梯度有關。

冬季東北季風把大陸冷、乾空氣帶向東亞沿岸與臺灣；氣流經過海面後增添水氣，迎風側及地形抬升區可有降雨，但整體環流具有冷涼、乾燥的季節特徵。

夏季：大陸熱低壓與西太平洋副熱帶高壓，形成夏季季風

夏季太陽輻射增強，亞洲大陸升溫快於海洋，地面形成廣大的亞洲大陸熱低壓或季風低壓帶。西北太平洋則有強盛的副熱帶高壓，其脊線隨季節向北、向西伸展，影響範圍及位置會隨季節推進而變化。

大陸低壓與西太平洋副熱帶高壓之間的配置，使暖濕海洋空氣向亞洲大陸輸送。南海、熱帶西太平洋及印度洋一帶的低層氣流進入東亞，經跨赤道流與科氏力轉向等作用，形成東亞夏季季風的重要水氣來源。臺灣附近夏季常受西南風或偏南風影響；梅雨期間，西南季風與北側較涼的氣流交會，鋒面可在華南、臺灣及其鄰近海域活動。夏季季風帶來暖濕空氣，是東亞夏季降雨的重要環流背景。

冬夏氣壓場的季節轉換

冬、夏季的主因是海陸升溫與冷卻速率不同：冬季大陸冷卻形成高壓，夏季大陸增溫形成低壓；相對地，西北太平洋在冬季以阿留申低壓及中緯度低壓活動較突出，夏季則以西太平洋副熱帶高壓為重要環流系統。氣壓中心的強弱、位置與季節移動，改變大陸與海洋間的氣壓梯度，因而使近地面盛行風向由冬季的偏北、東北風轉為夏季的偏南、西南風。

臺灣及鄰近地區冬、夏季對流層水平風場的垂直差異

冬季：低層偏東北風，高層以西風為主

核心觀念

本題考查雷雨的生成機制與環境條件。判別重點是：雷雨的上升運動主要由局地加熱與邊界輻合觸發，還是由鋒面抬升與大尺度天氣系統觸發。

• 氣團雷雨（air-mass thunderstorm）：在氣團內部形成，主要受地表加熱造成的熱對流發展；也可由海陸風、地形等局地輻合作為觸發因素。
• 鋒面雷雨（frontal thunderstorm）：與冷鋒、暖鋒或其他鋒面系統相關，主要由不同氣團交界處的抬升作用觸發；以冷鋒附近較常見、發展也較旺盛。

兩類雷雨都需要水氣、不穩定度及抬升作用，但主要抬升機制、空間分布、持續時間與天氣尺度不同。

解題方法

以「形成位置與抬升機制 → 雷雨特徵 → 環境條件」三個層次比較。作答時先說明兩者的定義，再比較其發生時間、分布、持續性與降雨型態，最後整理有利環境條件。要特別指出：兩類雷雨並非完全由不同條件組成，而是共同條件的配置及主要觸發機制不同。

氣團雷雨與鋒面雷雨比較

表中所述為典型型態，實際雷雨強度與持續時間仍受水氣、不穩定度、風切及地形等因素影響。氣團雷雨也可能因單體接續生成而持續較久；鋒面雷雨則不必然沿整條鋒面均勻分布。

環境條件差異

共同條件

無論氣團雷雨或鋒面雷雨，通常都需要：

核心觀念

本題考查逆溫的定義、形成機制，以及三種逆溫在探空斜溫圖上的溫度與露點特徵。逆溫層是大氣溫度隨高度上升而增加的氣層，與一般對流層中氣溫隨高度遞減的情形相反。若以高度 $z$ 表示垂直位置，逆溫層內有：

逆溫代表低層或特定高度的大氣較穩定，垂直運動與湍流混合作用受到抑制。探空斜溫圖上，縱軸為氣壓（愈往上氣壓愈低），橫軸為溫度；因此氣溫隨高度上升而增加時，溫度曲線會向右彎折或呈右傾。

露點反映空氣中的水氣狀況。逆溫是溫度結構，並不必然伴隨固定的露點變化；露點的分布須依逆溫形成時的冷卻、乾燥、濕潤與氣團輸送情形判讀。

解題方法

依序掌握三件事即可作答：先定義逆溫，再說明各類逆溫的熱力過程，最後將該過程對應到探空圖上溫度曲線與露點曲線的變化。溫度須指出逆溫層的位置與變化方向；露點則說明典型分布及其成因，避免把露點特徵誤當成逆溫定義。

三種逆溫的形成與探空特徵

一、輻射逆溫

**形成原因：**晴朗、風弱的夜間，地表以長波輻射向外散熱，地面先冷卻，與地面接觸的空氣也隨之降溫。愈靠近地面的空氣冷卻愈強，而上方空氣仍較暖，因而形成近地面的逆溫。日出後地表受熱，低層空氣逐漸混合，輻射逆溫通常會減弱或消散。

探空特徵：

• **溫度：**逆溫多位於近地面至低層，溫度由地面向上先增加；到逆溫頂以上，才恢復隨高度遞減的正常趨勢。
• **露點：**通常在近地面較高，向上隨水氣含量減少而降低；夜間冷卻也可能使近地面相對濕度升高，若接近飽和，可出現霧、露或低雲。露點的實際變化取決於當地水氣與混合作用，並非每次都呈固定斜率。

二、鋒面逆溫

**形成原因：**暖氣團沿鋒面爬升至較冷的氣團之上，暖空氣覆蓋在冷空氣上方，兩者交界附近形成溫度隨高度增加的層次。鋒面逆溫常見於暖鋒附近，也可出現在其他具有明顯暖、冷氣團上下配置的鋒面結構中。

探空特徵：