對流層(對流層頂)高度隨緯度的分佈 - 新石頭城
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對流層(對流層頂)的高度隨季節及緯度不同會有所變化(如下圖一),其中赤道地區對流層頂的高度大約在16到17公里之間,兩極地區最低則是在7到8公里左右。
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大氣與海洋
2009年05月06日2014年05月16日
PostedBy:Han-ChiangChou
4Comments
大氣,atmosphere,Stratosphere,Tropopause,Troposphere,對流層,對流層頂,平流層
對流層(對流層頂)的高度隨季節及緯度不同會有所變化(如下圖一),其中赤道地區對流層頂的高度大約在16到17公里之間,兩極地區最低則是在7到8公里左右。
而季節造成對流層頂高度的影響,則只有在南極地區比較明顯。
對流層頂高度隨緯度及月份不同的變化(縱座標:緯度,橫座標:月份,圖中數字代表對流層的高度:公里)
先前我對於「對流層」以及「對流層頂」的界定有點困惑(參閱「飛機飛在平流層?不要再相信沒有根據的傳說了!」),於是就發EMAIL問了吳清吉教授和陳正平教授,感謝他們為我解答這個問題。
而且我想要找一張像上面一樣的圖,找得要死也找不到。
結果吳清吉教授給了我這個網站:http://www.ccpo.odu.edu/SEES/ozone/oz_class.htm,其中的第二章就有上面這張圖。
至於我在上篇文章所提到關於界定對流層頂的問題,陳正平教授則給了我很棒的回覆。
我的問題是,像下圖中對流層(Troposphere)之上有一層很厚的區域,溫度沒有隨著高度而升高或降低,讓我無從判斷這個區域應該算是對流層或是平流層。
而圖中又將對流層頂(Tropopause)標示在其中一小個高度範圍,這就讓我更困惑他為什麼這樣標示了!
大氣的垂直分層(troposphere為對流層,tropopause為對流層頂)資料來源:NationalWeatherService,NOAA
後來陳正平老師給了我下面這張圖,告訴我某個地點要出現像上圖一樣,持續一個高度氣溫都沒有改變應該不大可能,所以上圖應該是個大範圍平均之後的結果。
所以地表上任何一個地區,氣溫隨高度的變化大致應該還是類似下圖中的任一條線,在對流層中氣溫隨高度而下降,直到氣溫不再下降的高度,就是對流層頂。
因為不同緯度(或地區)的對流層頂高度不同,所以平均之後以上圖來表示,我就看不懂了。
大氣垂直溫度剖面(縱座標為氣壓:百帕,橫座標為絕對溫度)
資料來源:http://www.applet-magic.com/IPCCvalid.htm
另外,我還問了說,如果在高度10到11公里間,氣溫真的都沒有變化,那對流層頂應該定在那個高度呢?吳清吉教授認為應該定在10公里高。
不過我覺得這個問題的意義應該不大,因為氣溫變化要「正好不變」的機率,理論上根本就是趨近於零,所以不要庸人自擾了啦~
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4thoughtson“對流層(對流層頂)高度隨緯度的分佈”
剛剛看到一個關於”飛機飛行高度”的解釋,很有趣,居然是考慮飛機不能飛超過音速?!先記下來,有時間我再翻譯。
http://www.ehow.com/about_4572148_why-do-planes-fly-feet.html
Effects
TheairintheEarth’satmospherebecomesconsistentlythinnerasaltitudeincreases.Thisiswhyabarometercanbeusedtomeasurechangesinaltitude.Astheairbecomesthinner,itcreateslessresistancetoobjectsflyingthroughit.Therefore,lessthrustisneededtomovetheaircraftforwardatagivenspeed.Asaresult,airplanescanflymoreefficientlyathigheraltitudes.However,therearelimitstohowhighanairplanecanfly.Iftheaircraftisveryheavy,morefuelisrequiredtolifttheaircrafthigher.Secondly,becausetheairgetsthinnerwithaltitude,thespeedofsounddecreaseswithincreasesinaltitude.Sincemostairlinersarenotdesignedtoflyatorabovethespeedofsound,theyeventuallyreachapointatwhichtheirspeedislimitedbythespeedofsound.Atthesametime,anaircraftmustmaintainacertainairspeedinorderforthewingstocreatelift.Thisiscalledthestallspeed.Inthethinnerairathighaltitudes,theplanemustflyfasterandfasterinordertoremainabovethestallspeed.Therefore,ifanairplaneclimbstoohigh,itcanbecometrappedbetweenitsincreasingstallspeedandthedecreasingspeedofsound.Pilotsrefertothistrapas“coffincorner.”Asaresultofthesedangers,cruisingaltitudesonconventionalairlinersarestrictlylimitedandrarelyexceed40,000feet.
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老實說,為什麼你還會說飛機飛在對流層?
明明飛機飛在tropopause與
stratoshpere低層之間
而tropopause只是一條隱約不明的邊界
近平流比近對流多吧
還有就是,空氣流動的性質
我不理解你為什麼以高度來定義
應以當時空氣的特性來說
我想飛機沒有想飛在對流層特性的地方吧
而且它是飛在平流層特性之空氣上
….
你也不要再庸人自擾,到處散落不實例証
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1.你說飛機飛在tropopause很合理,但請問你的根據是甚麼?如果你願意提供參考資料來源,我很願意閱讀。
2.如果你要說tropopause就不算是對流層,我可以不跟你爭辯。
但如果你說飛機已經飛在低平流層,那請你提出證據或參考資料來源。
3.”你想”飛機沒有飛在對流層特性的地方吧,但你有真正去查過嗎?我坐飛機飛印尼的飛行高度是10公里,這個高度在赤道已經是tropopause了嗎?
4.我沒有散布任何”不實例証”,如果有,你可以指出來。
5.很謝謝你對此提出質疑,過去我只針對這個問題徵詢過大氣方面的學者,我應該要進一步徵詢航空方面的學者,問一下牠們飛行高度的物理意義。
回覆
最近有老師在問:
圖中北半球的高緯度地區的對流層頂高度在夏季時的高度較低,可是照射陽光後,氣體不是應該會膨脹而高度增加嗎?為什麼圖示會較低。
簡單來說,是因為大氣環流所造成的結果。
以下是台大大氣吳清吉教授的回覆:原文提到”IntheNorthernHemispheremidlatitudes(30°-50°N),weseethatthetropopauseheightislowerinJanuary(winter)thanJuly(summer).IntheSouthernHemispherepolewardof50°Slatitude,theheightislowerinsummerthaninwinter.Thecausesforthesedifferenceslieintheseasonalchangesintheatmosphericcirculation.Regardlessofitsaltitude,however,thetropopauserepresentstheboundarybetweenthetroposphereandthenexthigherregionintheatmosphereknownasthestratosphere.”(http://www.ccpo.odu.edu/~lizsmith/SEES/ozone/class/Chap_2/index.htm)
吳教授另外還提供了兩篇參考文獻,請參考:https://docs.google.com/leaf?id=0Bxj5hDfqlr8IZDE0NzZmMTAtYmQ4Ni00MWQ4LWE3NzctMzk2ZmQwYWQyMmYz&hl=zh_TW
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