天氣小觀:西風大槽擊敗太平洋高壓,鋒面降雨
天氣小觀:西風大槽擊敗太平洋高壓,鋒面降雨,冷氣團南下
高空系統的第二道西風槽正與太平洋高壓展開大戰,
戰況激烈,低空有急流出現,雲圖上可見鋒面雲帶從華南地區往東海延伸出去。
在即將步入四月天,北方冷氣團聲聲催勁,這場冷暖大戰由冬季系統勝出。
鋒面旺盛的雲雨帶通過台灣後,冷氣團南下,台灣溫度急降。
模式預報,西風帶持續大幅度的波動,
南亞增溫的大暖脊東移,挑戰東亞大槽的地位,
東亞的西風大槽加深同時又與太平洋高壓對上,
再次為春季高空大氣環境的上演了精彩大戲,
未來一周,
先有大西風槽,春雨鋒面;接著冷氣團,東北季風南下,冷颼颼...
但到底還是四月,暖氣團勢力並沒有這麼積弱不堪,
很快地,太平洋高壓再次增強,暖空氣回歸,溫度又迅速回暖。
但後頭還有新的西風槽與冷氣團,就看情況如何演變;
如此,你一來我一往,冷暖氣團彷彿兩大高手過招,招招精彩,
台灣冷冷熱熱,晴晴雨雨,春天的味道。
能量在冷暖交戰的過程中轉移,遵守熱力學定律:
0.第零定律:
不受外界影響下,A和B皆與C熱平衡,則A和B熱平衡
因此,由此可以定義出了"溫度":熱平衡的物體之間有相等的溫度。
1.熱力學第一定律:能量守恆定律
ΔU = Q - W
ΔU為系統內能的變化,亦即系統內部的原子、分子做不規則運動時,
其動能、位能總合的變化。
Q:熱量,為系統獲得的熱能
W:功,若系統對外作功,W為正值;若外界對系統作功,W為負值;
對孤立系統而言,W=0,Q=0,
則ΔU=0,系統內能無變化,系統內能為恆定。
這表示完全不考慮外界的孤立系統,能量不會新增加或減少。(能量守恆)
2.熱力學第二定律:孤立系統的熵不會減少。
一個系統的內能總數叫焓。其中不能做功的內能叫熵。
孤立系統的內能恆定(熱力學第一定律),
因此,熵增加了,代表系統作功的能力下降。
(如同視為:無效的內能增加,有效的內能減少)
正因如此,熱力學第二定律通常分為三種形式:
形式一:如果沒有其他變化的存在,要將熱完全轉變為功是不可能的,
完全熱機不存在。
形式二:如果沒有其他變化的存在,熱不可能由低溫物體傳遞至高溫物體,
完全冷機不存在。
形式三:任何熱力學過程由一平衡態變化到另一平衡態時,
系統加環境的熵(總體的熵)保持不變或增加
以數學式來看,熵值的變化量ΔS
ΔS > 0 ,孤立系統熵的變化量為正值,
即系統經不可逆過程改變狀態後熵總是增加的,此即為熱力學第二定律的體現。
3.熱力學第三定律:在絕對零度時,所有具完美晶體型式之純元素或物質,其熵值為零。
事實上,所有處於內部平衡狀態中的系統,
在絕對零度時,其熵的值都是一樣的,因此可以設定為零。
然而,
這情況永不可及,也就是熵不可能等於零。
因為,一切物質的分子在達到絕對零度前,皆已停止活動,
所以在科技上,要使溫度降低到絕對零度是不可能的。
因此,
熱力學第三定律說明了:
(1)溫度趨近於絕對零度(0°K=-273.15℃)之時,系統的熵值,為一固定的最小值。
(2)即使我們用盡了一切科學方法,也無法使溫度降到絕對零度,
唯一的可能是使溫度不斷接近此溫度而已。
綜上,從大量的實驗與觀察的結果發展出來的熱力學這四個定律,
就像是四部寶典,應用在天文、物理..等,當然也可以應用在天氣。
時序即將進入四月,在太陽日照加熱增溫下,
青藏高原也從冷源轉為熱源,此一非絕熱加熱過程,
往年四月份上旬,
迎接著是蒙古冷高壓的消退,台灣跟東北季風掰掰,
接著四月份下旬就是南亞高壓的誕生。
此後,對此五月夏季季風的爆發,東亞的梅雨都有重大的影響。
不過,目前夏季系統演奏的音樂低沉冗長,不如冬季系統大鼓號角聲聲催,
因此,明後天降雨與之後的冷氣團南下仍要注意。
但是,仍可預期不久的未來,
夏季系統的音樂很快會有所改變,
結束第一章冗音章節就會進入第二章升調奏鳴曲,
屆時有著同時有中南半島對流,南亞高壓雛形,太平洋高壓伸展等一連串大氣現象,
來醞釀夏季季風的爆發。因此,四月份又有別於三月份春雷驚蟄的感覺。
就再拭目以待吧。
(簡單說說,以上供參)
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