地球氣象備課/基本概念：修訂版本之間的差異

2014年5月17日 (六) 10:15的修訂版本

氣象是什麼

• 當我們出門時總會注意今天有沒有下雨、晴天總是帶給我們好心情，颱風左右我們旅遊成行機率、每天總習慣在新聞的最後觀看氣象預報，沒錯！氣象與我們的生活息息相關。

所以氣象到底是什麼呢？

• 就字面上來說，氣象是一門研究每天每分每秒，在大氣中發生的現象的學說，當然，從每天都會吹拂的風，到傾盆的大雨，從高高在上的雲朵一直到嚇人的雷聲，都在氣象學的範圍內。
• 就讀音上來說呢，就是ㄑㄧˋㄒㄧㄤˋ((拖走

研究氣象很難嗎？

• 這樣說好了，除非你很不幸的雙眼失明，不然其實是非常簡單的。(歷史上也有兩名盲人科學家為了研究氣象而努力，他們利用帶有點字的儀器觀察)你可能需要一些儀器，但是除非你想要深入觀測，這些儀器要不是容易取得，就是材料通用度高到你甚至可以自己做一個。

那麼我們現在可以開始了嗎？

• 好像沒有學生會問這個問題....算了，我們開始吧

氣象的舞台：大氣層

氣象是在哪裡發生的？

• 在依照天氣上課之前我們必須先了解一些基礎:氣象是在哪裡發生的。
• 氣象是在大氣層中發生的，但不是整個大氣層都會發生氣象喔~~從頭說起吧

什麼是大氣層？

• 大氣層是指從地面到太空之間，因為地球重力吸引而充滿氣體的區域，我知道這聽起來很詭異，但我們並非完全生活在地上，可以說，我們現在就身處大氣層之中。

大氣層的分層

• 嗯…譯名不太一樣待會做個對照
• 大氣層可以透過氣體的分佈來分層，實際上除了一些特殊情況外(不對，是一堆特殊情況)，大氣層的氣體就像雞尾酒一樣垂直排列，重的氣體在下，輕的氣體在上，所以我們可以推測氫氣(H)應該是在大氣層的最外層；而氧氣(O)則是比氫的高度低得許多。
• 但是基於那些(一堆)不可避免的特殊情況，氣象學家不會這樣分層。
• 氣象學上的大氣層分層是以各層性質與狀態來分層，以下是大氣層各個分層的簡介。
• 對流層 Troposphere 位在大氣層的底部，氣象現象密集發生於此層，以對流旺盛而得名
  • 對流層是大氣層中最低的一層，由於貼近地表，受到地形、地熱與海流影響，對流十分旺盛，氣象現象絕大部分都發生在對流層，並且很少發生在別的層。
  • 對流層也是地球大氣層裡密度最高的一層。它包含了整個大氣層約75%的質量，以及幾乎所有的水蒸氣及氣溶膠，氣溶膠不是一種特殊的化學物質，這些氣溶膠是指懸浮於大氣層的固體、液體懸浮微粒，包含雲、霧、煙，髮膠會升上天空破壞臭氧層也是因為揮發的髮膠屬於氣溶膠的一種，並且含有破壞臭氧層的CFC(氟氯碳化物)。
  • 在對流層之內，所有地方都一樣，高度越高溫度越低。當然這是不包含在地面下的那些洞窟以及地下停車場，也不包括那些冬天裡有暖氣供應的高樓大廈，有些例外就是南極的上空可能會和南極的地面一樣冷這樣。
• 平流層 Stratosphere總是沒有甚麼氣流變化，以穩定平緩的氣流而得名
  • 平流層位於對流層的上方，總是沒有甚麼氣流變化，雖然偶爾在對流層頂會發展一些雲系(這些雲的形成原因還是未知)，但基本上氣流還是十分平穩，長途飛行的飛機常常走平流層，此層較不易發生亂流現象。(不過飛機如果在平流層墜毀比在對流層墜毀還慘)
  • 平流層的高度越高，溫度越高，為什麼呢？因為平流層充滿一種稱為「臭氧(O3)」的物質，臭氧除了可以反射紫外線以外，也有保溫作用，也就是臭氧造成了平流層高度越高溫度越高的現象。
• 中氣層 Mesospheric 非常冷門的高度，位在大氣層中層而得名
  • 中氣層的名字當然不是因為它「中氣十足」，不過應該可以說它「氮氣(N)十足」，它是因為位於大氣層的中層而得名，中氣層在左側的大氣層分層示意圖裡面標示為中間層，那是譯名問題。中氣層十分冷門，原因是人類的技術，一般的飛行器只能撐到平流層，而高層飛行器也沒那個興趣下去中氣層。中氣層也會生成雲，不過我們人類對它幾乎一無所知。
  • 每天都有數以百萬計的流星進入大氣層後在中間層裡被燃燒。來自太空的下墜物體進入中間層後，會與中間層的氣體粒子相撞，導致鐵或其他金屬原子的高度集中。這種相撞大多會產生足夠熱力使這些下墜物會在它們到達地表前被燃燒殆盡，成為流星；某些較大的下墜物不會被燃燒殆盡，會下落到地表成為隕石。
  • 中氣層不只冷門而已，它比對流層還正常，高度越高，溫度越低，而且幾乎沒有任何氣流。
• 增溫層 Thermosphere 大氣層中最厚的一層，因大量空氣被電離而導致產生升溫現象而得名
  • 增溫層在左側的大氣層分層示意圖裡面標示為熱成層，是大氣層最厚的一層，最低點在離地90公里處、最高點則在離地800公里處；極光也在增溫層存在。
  • 至於增溫層其實還熱門的，由於太空站實際存在於增溫層內，因此每年有一部分的「太空船」不會飛到真正的「太空」。
  • 嗯…因為增溫層內部大量空氣被電離(就是因為輻射線等原因使得原子失去或得到額外電子變成離子的現象)因此會產生升溫現象，所以增溫層高度越高，溫度越高
• 散逸層 Exosphere 大氣層的最外層，由於存在許多較輕氣體而容易產生逸散現象
  • 散逸層位於大氣層的最外層，含有氫氣(H)、氦氣(He)等較輕氣體，這些氣體很難被地球重力捕捉，因此經常外洩到太空中，雖然說高度越高溫度越高，但是因為空氣非常稀薄，幾乎無法傳導熱能，所以感覺不到任何熱度，連溫度計也量不到。

完畢

• 在了解氣象與大氣層之後，就差不多可以開始正式上課了(？)
• 課程中會以當天天氣作為當天上課的主題進行，當然在解釋當天天氣現象的時候難免會說明一些原理，不得已的˚_˚‖
• 接著就請剛剛聽完不怎麼冗長說明的低頭族們抬起頭來、仰望窗外天空(不一定，可能是一堆雲)，開始我們的正式課程。