114 公務人員升官等薦任 氣象 大氣測計學（包括傳統觀測與遙測） 考古題詳解

核心觀念

雲底以上的雲內空氣已達飽和，氣塊上升時膨脹冷卻，但水氣凝結會釋放潛熱，因此依飽和絕熱遞減率降溫；雲外未飽和空氣上升時，依乾絕熱遞減率降溫。乾絕熱遞減率約為 $9.8^\circ\mathrm{C/km}$，飽和絕熱遞減率則隨溫度與氣壓變化，常用近似值約為 $6^\circ\mathrm{C/km}$。

題目未提供雲內起始溫度、氣壓及雲外環境的實際溫度直減率，因此無法算出精確溫差。以下依典型考題假設，比較雲內飽和氣塊與雲外乾空氣各自按其絕熱遞減率上升的溫度變化。

解題方法

雲底至雲頂的垂直距離為

雲內飽和氣塊上升 $3\ \mathrm{km}$，以飽和絕熱遞減率 $\Gamma_m\approx6^\circ\mathrm{C/km}$ 估算，降溫約為

雲外未飽和空氣上升 $3\ \mathrm{km}$，以乾絕熱遞減率 $\Gamma_d\approx9.8^\circ\mathrm{C/km}$ 估算，降溫約為

核心觀念

本題考查探空站遷址的觀測環境與資料代表性。無線電探空儀隨氣球上升，量測氣壓、氣溫、濕度及風向風速等垂直剖面；儀器也須在氣球升空後持續接收、追蹤訊號。因此，施放場址須有適當的開闊空間與無線電接收環境，並能降低周遭地物對施放、追蹤及資料品質的影響。

解題方法

作答分成兩部分：先說明舊址觀測環境為何不理想，再比較搬遷前後探空剖面的空間代表性。題目未要求計算，重點是區分「遷址改善觀測條件」與「兩地大氣剖面因地點不同而有差異」。

一、施放地點更動的原因

板橋測站周邊都市建設發展，高樓與住宅大樓增加，改變了原有地面及高空觀測環境。高樓可能遮蔽或干擾探空儀的無線電追蹤訊號，造成追蹤死角、訊號中斷或資料缺漏；周邊建物也會影響近地層風場與熱環境，使觀測條件較不理想。

此外，探空氣球會隨風漂移，升空後的軌跡不會只經過施放點正上方。施放環境與周邊障礙物會影響追蹤作業及近地層觀測。遷至新店新北氣象園區，則可在新的站區持續執行高空觀測，並與氣象儀器檢校作業整合。

二、板橋與新店探空資料的差異

1. 測得的大氣剖面不會完全相同 板橋與新店是不同地理位置，兩地的地面高度、地形與下墊面環境不同；新店較接近丘陵地形，板橋則位於較平坦的都會區。近地層的氣溫、濕度、風向風速及邊界層結構，可能因此呈現差異。

核心觀念

本題考查氣壓觀測的代表性與儀器防護。氣壓計量測的是儀器所在位置的大氣壓力；氣壓場變化較緩，不像氣溫、濕度等觀測量那樣容易受日照、地表熱源及局地通風條件直接影響。因此，氣壓計通常設於室內或較密閉、溫度較穩定的場所，以保護儀器並減少環境因素造成的讀數誤差。

室內並非完全隔絕大氣壓力：只要室內空間與室外大氣相通，壓力便能傳遞至儀器所在處。氣壓計量測的是壓力，不需要像溫度計或濕度計那樣直接暴露於戶外氣流中。

解題方法

從「觀測要素受環境影響的方式」切入，說明氣壓計與一般戶外觀測儀器的差異：

核心觀念

本題考查農業氣象觀測相較於一般無人自動氣象站的農業應用加值觀測項目。一般無人自動氣象站主要觀測氣壓、氣溫、相對溼度、風向、風速及降水量；農業氣象站則在這些基本要素之外，增加能反映作物生長環境與農田水分狀況的觀測。

解題方法

先列出一般自動氣象站的共同基本觀測項目，再找出農業氣象站特有、與作物及田間環境直接相關的資料。作答時可分成「地表與土壤環境」及「近地面作物環境」兩類，並簡述其用途。

增加的氣象參數

1. 土壤溫度（地溫）：量測不同深度土壤的溫度，可用於判斷種子發芽、根系生長及作物受冷熱影響的情形。
2. 土壤水分：反映土壤含水狀況，供灌溉安排、乾旱監測及作物水分管理使用。

核心觀念

本題考的是移動式氣象雷達的部署選址、地形遮蔽判斷與任務導向掃描。馬太鞍溪集水區有山區、狹谷與上游堰塞湖；降雨監測的重點，是盡量取得上游集水區的低層回波、降雨強度與風場變化，並補足固定雷達在複雜地形下的低層觀測缺口。

移動式雷達的優勢是可機動到較接近目標的位置，縮短雷達與降雨區的距離，提升低層觀測的空間解析度與更新頻率。限制則包括山脈遮蔽、地物雜波、近距離盲區，以及單一雷達只能量到沿雷達徑向的風速分量。

解題方法：部署位置

部署前先以地形圖、數值地形資料和既有雷達遮蔽分析，找出能觀測馬太鞍溪上游集水區的視線通道，再依降雨與風暴位置調整車輛位置。選址應符合以下原則：

1. 以降雨來源區為觀測目標：雷達須能涵蓋上游集水區、主要迎風坡及溪谷，不可只以光復市區或下游河道為中心。
2. 選擇視線較通透且地勢適當的位置：可優先評估光復附近縱谷平原或谷口一帶的安全空地，讓雷達朝上游沿溪谷方向觀測；避開近場高山、建物、樹木遮擋及強烈地物雜波。
3. 兼顧雷達距離與安全性：位置須接近目標以觀察低層降雨，但不可為追求近距離而把車輛置於溪岸、淹水區、落石區或可能受洪水影響的位置。須保留撤離路線、供電與通訊條件。
4. 用既有資料互補：搭配中央氣象署固定雷達、雨量站、衛星、地面觀測及水利與林業單位的水位監測。雷達回波可監測降雨，不能取代堰塞湖水位、河川流量或壩體穩定度監測。

若地形遮蔽使單一站址無法同時觀測上游山區與下游縱谷，應依天氣系統位置和安全條件改變站位；若設備與人力允許，也可在不同位置分階段觀測，以比較遮蔽和回波差異。

掃描策略

以「快速掌握上游低層降雨、兼顧降雨量估計與垂直結構」為主，採取重點扇區掃描為主、定時全體積掃描為輔的策略。