112 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「能見度」在機場運作中的不同觀測方向與用途。航空器在空中進場、接地及沿跑道滑行時，飛行員看到的景物方向與位置不同，因此不能只用一個地面水平能見度數值代表所有飛航視覺條件。

以下依命題當年（民國 112 年）的航空氣象觀測概念作答。本題重點是各種能見度的涵義與觀測代表性，無須計算。

解題方法

先按觀測位置與視線方向區分四種能見度：

接著將以上四種與中央氣象署的「盛行能見度」比較：盛行能見度是地面水平觀測值，重點在水平圓周至少半數範圍內可達到的能見度；其餘航空能見度則依飛航階段、觀測方向或特定跑道而定。

四種能見度的涵義

一、水平能見度（horizontal visibility）

指在機場地面附近，觀測者沿水平方向觀察時，能看見並辨認目標物的最大距離。它描述的是觀測點周圍的地面視程，常作為機場天氣狀況的基本能見度資料。

若不同方位的能見度不一致，單一水平能見度數值無法完整表示各方向的差異；航空觀測另須依規範報告盛行能見度及必要的方向性資訊。

二、飛行能見度（flight visibility）

指飛行中的飛行員自駕駛艙向前看，在大氣狀況下能看見並辨認顯著目標物的距離。白天通常以明顯的非發光目標為判斷依據；夜間則以顯著燈光為判斷依據。

飛行能見度是空中觀測值，會隨航空器所在位置、飛行高度及視線方向而變化，與地面觀測站所報的水平能見度不必相同。

三、進場斜視能見度（approach／slant visibility）

核心觀念

飛機積冰的基本條件是：飛機進入含有過冷水滴的可見水氣中，且機體表面溫度低於冰點，水滴撞擊機體後結冰。過冷水滴是在氣溫低於 $0^\circ\text{C}$ 時仍維持液態的水滴；冰晶本身附著在機體上的積冰效率通常較低。

題目要辨識容易形成過冷水滴、且常與低溫環境共存的天氣型態。常見三類是鋒面雲系、積狀雲與雷雨、凍雨或凍毛毛雨。

解題方法

依「水氣來源與垂直運動 → 雲滴是否過冷 → 飛機是否處於冰點以下」逐一判斷。若雲層或降水提供液態水滴，且飛機位於低於冰點的高度，就有積冰風險；若水滴較大、液態水含量較高，積冰通常更快、更嚴重。

三種容易促成飛機積冰的天氣類型

1. 鋒面雲系

鋒面附近暖濕空氣沿鋒面爬升，冷卻凝結形成廣泛雲層與降水。暖鋒前方常有範圍廣、持續時間長的層狀雲；冷鋒附近則常有較窄、較強的對流雲帶。若飛機在冰點以下穿越含過冷水滴的雲層，便容易積冰。

暖鋒常伴隨暖空氣在冷空氣上方抬升，鋒面下方的冷空氣中若有凍雨或凍毛毛雨，可能造成嚴重透明冰。判斷時不能只看地面氣溫，也要留意鋒面上下不同高度的溫度結構。

2. 積狀雲與雷雨

核心觀念

飛航亂流是大氣中不規則的風速或風向變化，使飛機受到紊亂氣流作用而產生顛簸。題目要說明亂流的三種主要起因，可依氣流形成的機制分為：

1. 熱力亂流（對流亂流）：地表受熱不均，空氣垂直對流，形成上升與下沉氣流。
2. 機械亂流：近地面氣流受地形或地面障礙物阻擋、摩擦而擾動。
3. 風切亂流：不同高度或相鄰區域的風速、風向變化顯著，使氣流產生剪切與渦旋。

解題方法

以「熱力作用、地形阻擋、風速風向差異」三種成因分類，分別說明形成條件、氣流特徵及對飛航的影響，即可完整作答。

一、熱力亂流（Thermal／Convective Turbulence）

太陽加熱地表後，地面溫度分布不均，較暖的地面使近地面空氣受熱、密度降低而上升；較冷空氣則下沉補充，形成不規則的垂直對流。空氣上升與下沉的強度愈大，亂流通常愈強。

此類亂流常見於晴朗、地表受熱旺盛的午後，也常伴隨積雲發展；雷雨雲附近的強烈對流則可造成劇烈亂流。亂流強度受地表加熱、空氣穩定度及水氣等因素影響。

二、機械亂流（Mechanical Turbulence）

風流經山脈、丘陵、建築物或其他障礙物時，會受到阻擋、摩擦及地形起伏影響，產生紊流、渦旋與下洗氣流。地面粗糙、障礙物高、風速大時，機械亂流通常較明顯。

核心觀念

太陽輻射風暴是太陽活動釋放的高能帶電粒子（以質子為主）到達地球後，沿地球磁力線進入高緯度大氣所造成的太空天氣現象。它對飛航服務的影響，主要從通訊、導航與監視、航空器乘員輻射暴露及飛航作業四方面掌握；影響通常以高緯度、極區航線及高空飛行較為顯著。

解題方法

本題問「對飛航服務有何影響」，宜依航空作業中受影響的系統逐項作答，並說明影響機制與可能的作業因應：

1. **高頻通訊受干擾：**高能質子進入極區大氣後，使低層電離層游離程度增加，增強對高頻（HF）電波的吸收，可能造成通訊品質下降、間歇中斷，嚴重時甚至無法通訊。遠洋及極區航線常仰賴 HF 與地面維持遠距通聯，因此飛航組員與航空交通管制單位的聯繫可能受影響。
2. **衛星導航與監視性能下降：**太陽活動造成的電離層擾動可能影響 GNSS 訊號傳播，使定位精度降低、訊號不穩或接收中斷，進而影響依賴 GNSS 的導航、監視或相關飛航程序。

核心觀念

本題考查地面天氣雷達與機載航空雷達的觀測目的、掃描方式及探測限制。兩者都以電磁波照射降水粒子，接收散射回波；回波強弱主要反映降水粒子的大小、數量與分布，並不等於直接看見整朵雲，也不能單靠雷達回波完整判定雲系結構或飛行亂流。

地面雷達固定在地面，可透過不同方位角與仰角掃描大範圍大氣，產生區域性的降水分布資料。機載氣象雷達通常裝在機鼻，主要供飛行員觀察飛機前方的降水回波，以避開強降水區；其觀測視角隨飛機位置與姿態改變，並受天線掃描範圍、雷達波束幾何及降水衰減限制。

解題方法

作答可依「設置位置與目的 → 掃描範圍與資料用途 → 為何看不到系統全貌」三層比較。題目第二問的關鍵，是分清楚兩種限制：一是機載雷達本身只掃描有限的前方扇區；二是雷達波束在傳播途中會受到遮蔽與衰減。因此，機載雷達顯示的是飛機前方可探測到的降水截面，不是雲雨系統的完整平面圖或三維結構。

地面天氣雷達與機載航空雷達的差異