110 公務人員升官等薦任 航空管制 航空氣象學 考古題詳解

核心觀念

本題考查低空風切的定義、LLWAS 的測風與比較原理，以及民航局系統的設置機場。低空風切是低高度範圍內，風速或風向在短距離、短時間內顯著改變的現象；飛機起降時高度低、速度與升力餘裕有限，遭遇風切可能造成空速和升力快速變化，增加操作風險。

LLWAS（Low Level Windshear Alert System，低空風切警報系統）以分布於機場周邊的多座測風站觀測近地面風場，透過比較各站風向、風速的空間差異，偵測跑道區域的風場變化並產生警示。它提供的是風切警報資訊，供氣象觀測員與塔臺管制員發布警報、提醒離到場航空器因應。

解題方法

（一）依「觀測位置—比較資料—判定風切—提供警示」說明原理：

1. **設置測風站：**在機場周邊、跑道兩側及跑道延伸線外設置多個測風塔，持續量測各地點的風向與風速。民航局資料指出，相關測風塔高度在 20 公尺以上。
2. **取得風場資料：**系統持續收集各測風站的風向、風速，形成跑道周邊的即時風場分布。
3. **比較風場差異：**系統比較不同測風站的風場資料，辨識測站之間的風向或風速變化；當變化達到系統設定的風切條件時，即判定有風切警示。

核心觀念

霧是懸浮在近地面空氣中的微小水滴或冰晶，使水平能見度降低的現象。形成霧的基本條件是近地面空氣達到飽和，水汽凝結成微小水滴；常見途徑是空氣冷卻至露點，或水汽增加至飽和。

台灣近地面最常見的兩種霧是輻射霧與平流霧。兩者都涉及近地面空氣達到飽和，但使空氣冷卻的方式不同：輻射霧主要由地面夜間輻射冷卻造成；平流霧則由潮濕空氣移動至較冷的地表或海面上方而形成。

解題方法

作答時先指出兩種霧的名稱，再分別交代形成機制與典型環境條件。第二小題則從金門冬春季的海域與風向條件，判斷霧季。

（一）近地面常見的兩種霧及成因

1. 輻射霧

晴朗、少雲且風速微弱的夜晚，地面向外放出長波輻射而冷卻，貼近地面的空氣也隨之降溫。當氣溫降至露點，近地面空氣達到飽和，水汽凝結成小水滴，形成輻射霧。

輻射霧常在夜間至清晨發生，通常出現在風弱、近地面水氣充足的環境；日出後地面升溫，霧多會逐漸消散。

2. 平流霧

溫暖潮濕的空氣在風的帶動下，移動到較冷的地面或海面上方，底層空氣因接觸冷表面而降溫。當氣溫降至露點以下，空氣達到飽和並凝結成小水滴，形成平流霧。

核心觀念

逆溫是指氣溫隨高度上升而增加的氣層；在探空圖上，應沿環境氣溫曲線由低層往高層讀取。若氣溫曲線在上升過程中往較暖的一側折回，該段就是逆溫層。逆溫會抑制垂直對流與空氣混合。

解題方法

本題直接沿圖中的環境氣溫曲線，由近地面往上追蹤，找出氣溫隨高度增加的區段。依圖判讀，逆溫層約位於 850 hPa 至 700 hPa。

逆溫層底部以下的空氣受到上方暖空氣壓制，垂直混合較弱。若近地面水氣充足，水氣較容易累積並形成低雲或霧；若空氣中有污染物或懸浮微粒，也較不易擴散，能見度可能降低。

天氣與亂流判斷

核心觀念

噴射氣流是高空中狹窄而強烈的氣流帶，主要呈西風，常出現在對流層上部、接近對流層頂的位置。此題考查噴射氣流的形成機制，以及冬季風速較強的原因。

關鍵關係是熱成風關係：高空地轉風的垂直風切，與水平溫度梯度成正比。簡言之，若同一高度上南北方向的溫度差很大，風速通常會隨高度增加而增強。

解題方法

可從「不同緯度的溫度差如何造成高空風速增強」切入：

1. 南北溫度差造成氣壓面傾斜 極區空氣較冷、密度較大；低緯度空氣較暖、密度較小。在冷空氣上方，氣壓隨高度下降得較快；在暖空氣上方，下降得較慢。因此，高空的等壓面會呈現傾斜，形成水平氣壓梯度力。

2. 地球自轉使氣流轉為近似地轉平衡 高空摩擦較小，氣流受水平氣壓梯度力推動，並受到科氏力作用；兩者趨於平衡後，風大致沿等壓線吹。由於極區與低緯度之間存在溫度梯度，高空便形成強大的西風。

3. 溫度梯度使風速隨高度增強 熱成風關係可用下式表示：

核心觀念

凝結尾雲（contrail）是飛機引擎排出的水氣，在高空低溫環境中凝結、結冰後形成的線狀雲。晴朗無雲時仍會出現凝結尾雲，原因是飛機排氣與周遭空氣混合後，使局部空氣達到飽和，產生液態水滴並迅速凍結成冰晶。

解題方法

判斷凝結尾雲的形成，可從「水氣來源」與「飽和條件」兩方面說明：

1. **水氣來源：**航空燃油燃燒會產生水蒸氣，隨高溫引擎排氣進入周遭空氣。
2. **達到飽和：**排氣與高空冷空氣混合，溫度迅速下降。若混合後的水氣含量超過該溫度下的飽和水氣量，水氣便會凝結成細小水滴。
3. **形成冰晶：**高空溫度通常很低，水滴隨即凍結或直接形成冰晶；大量冰晶聚集，便呈現飛機後方的白色線狀雲。