DSE 地理|季風、熱帶氣旋與降雨類型備課指引(導師用)|氣壓梯度、雲底高度與迎風背風
- 2026-11-02
學生背得出「夏季吹西南季風」,但講不出風為何轉向、雨為何落在山的那一邊。這一堂用三個算式,把環流與降雨變成可以推導的結果。
本堂目標 學生能夠:① 用氣壓梯度解釋季風轉向:熱帶氣旋中心 950 hPa 對環境 1,010 hPa、相距 200 公里,算出梯度 30 hPa/100 公里(一般值 1 hPa/100 公里的 30 倍),並講出夏季西南風一日風程 600 公里對冬季東北風 360 公里(1.67 倍);② 用乾絕熱 0.6°C/100 米與露點遞減 0.2°C/100 米算出地面 28°C、露點 24°C 時雲底在 1,000 米,山頂 1,500 米氣溫 19.5°C;③ 比較迎風坡 1,200 毫米與背風坡 400 毫米(3 倍、差 800 毫米),講出三類降雨的觸發機制如何不同。
01 先備知識(開課前 3 分鐘快檢)
以下任何一項未過關,本堂就會卡住,先補該項:
| 技能 | 快檢題 | 過關標準 |
|---|---|---|
| 氣壓 | 高壓流向低壓 | 氣壓梯度越大風越強 |
| 相對濕度 | 空氣容納水汽有限 | 降溫至露點即凝結 |
| 絕熱變化 | 上升膨脹降溫 | 乾絕熱 0.6°C/100 米 |
02 課堂流程(60 分鐘)
| 時間 | 環節 | 導師做什麼 | 學生做什麼 |
|---|---|---|---|
| 0–10 分 | 風由哪裡來 | 氣壓差與地轉偏向力 | 畫出四支箭嘴 |
| 10–22 分 | 季風 | 海陸溫差與氣壓梯度季節反轉 | 算出 600 對 360 公里 |
| 22–34 分 | 熱帶氣旋 | 暖心結構、眼牆、梯度 30 倍 | 算出 30 hPa/100 公里 |
| 34–44 分 | 雲底與山頂溫度 | 乾絕熱與露點遞減 | 算出 1,000 米、19.5°C |
| 44–54 分 | 三類降雨 | 對流、地形、鋒面 | 算出 3 倍差 800 毫米 |
| 54–60 分 | 離場檢查 | 三題即場批 | 三題全對 |
03 講解腳本(照著說就可以)
第一幕:季風是氣壓梯度的季節反轉
季風不是「夏天吹海風」那麼簡單,而是海陸溫差造成氣壓梯度季節反轉。
夏季陸地升溫快,形成低壓,風由海洋吹向陸地,亞洲南部是西南季風;冬季陸地冷卻快,形成高壓,風由陸地吹向海洋,是東北季風。
量化:夏季西南風 25 公里/小時,一日風程 600 公里;冬季東北風 15 公里/小時,一日 360 公里,比 1.67 倍。夏季風程長又含水汽多,所以雨季集中在五月至九月。
要補上地轉偏向力:北半球風向右偏,所以西南風在華南沿岸會偏成南至西南,香港夏季多雨正是這個組合。
熱帶氣旋的梯度更誇張:中心 950 hPa、環境 1,010 hPa、相距 200 公里,梯度 30 hPa/100 公里,是一般天氣系統 1 hPa/100 公里的 30 倍,所以風力可以達颶風程度。
要學生講:為何同一股風在海上加強、登陸後減弱(水汽供應與摩擦力)。
夏季陸地升溫快,形成低壓,風由海洋吹向陸地,亞洲南部是西南季風;冬季陸地冷卻快,形成高壓,風由陸地吹向海洋,是東北季風。
量化:夏季西南風 25 公里/小時,一日風程 600 公里;冬季東北風 15 公里/小時,一日 360 公里,比 1.67 倍。夏季風程長又含水汽多,所以雨季集中在五月至九月。
要補上地轉偏向力:北半球風向右偏,所以西南風在華南沿岸會偏成南至西南,香港夏季多雨正是這個組合。
熱帶氣旋的梯度更誇張:中心 950 hPa、環境 1,010 hPa、相距 200 公里,梯度 30 hPa/100 公里,是一般天氣系統 1 hPa/100 公里的 30 倍,所以風力可以達颶風程度。
要學生講:為何同一股風在海上加強、登陸後減弱(水汽供應與摩擦力)。
要學生講:若中心氣壓降至 930 hPa,梯度變幾多(40 hPa/100 公里,風力更強)。
第二幕:上升冷卻決定雨落在哪裡
空氣上升才會降雨,因為上升膨脹降溫,降到露點就凝結。
算式:地面 28°C、露點 24°C,氣溫每升 100 米降 0.6°C,露點每升 100 米降 0.2°C,兩者差距每 100 米收窄 0.4°C,4°C 要 10 個 100 米,即雲底在 1,000 米。
再上到 1,500 米:首 1,000 米用乾絕熱降 6°C,之後 500 米已飽和用濕絕熱約 0.5°C/100 米降 2.5°C,山頂 19.5°C。氣溫低、水汽已凝結,所以山頂多雲有雨。
過山後空氣下沉增溫,相對濕度急降,形成背風坡乾旱:同一個山,迎風坡年雨 1,200 毫米、背風坡 400 毫米,相差 800 毫米、3 倍。
這條推理鏈適用於香港的大帽山與鳳凰山,也適用於喜馬拉雅山南坡與青藏高原。
算式:地面 28°C、露點 24°C,氣溫每升 100 米降 0.6°C,露點每升 100 米降 0.2°C,兩者差距每 100 米收窄 0.4°C,4°C 要 10 個 100 米,即雲底在 1,000 米。
再上到 1,500 米:首 1,000 米用乾絕熱降 6°C,之後 500 米已飽和用濕絕熱約 0.5°C/100 米降 2.5°C,山頂 19.5°C。氣溫低、水汽已凝結,所以山頂多雲有雨。
過山後空氣下沉增溫,相對濕度急降,形成背風坡乾旱:同一個山,迎風坡年雨 1,200 毫米、背風坡 400 毫米,相差 800 毫米、3 倍。
這條推理鏈適用於香港的大帽山與鳳凰山,也適用於喜馬拉雅山南坡與青藏高原。
要學生講:為何背風坡雖然少雨,但夜間仍可能有大雨(山風與夜間冷卻觸發對流)。
第三幕:三類降雨靠三種抬升機制
對流雨:地面強烈受熱,氣塊上升至自由對流高度,形成積雨雲,特徵是午後、範圍小、時間短、雨勢猛,熱帶常見。
地形雨:濕氣流被山脈迫升,如上例,雨落在迎風坡,背風坡成雨影。
鋒面雨:冷曖氣團相遇,暖空氣沿鋒面爬升,範圍大、持續久、雨勢較緩,溫帶氣旋常見。
三類要能用「抬升機制」分辨,而不是用「落幾久」分辨。答題時寫出:觸發機制、雲型、持續時間、空間分布四項,就自動有結構分。
香港的實例:夏季午後雷雨屬對流雨,梅雨季與冷鋒過境屬鋒面雨,大帽山南坡雨量高於北坡屬地形效應。
最後提醒:城市熱島會加強對流,市區午後雨往往比郊區早半小時開始、雨量更集中。
地形雨:濕氣流被山脈迫升,如上例,雨落在迎風坡,背風坡成雨影。
鋒面雨:冷曖氣團相遇,暖空氣沿鋒面爬升,範圍大、持續久、雨勢較緩,溫帶氣旋常見。
三類要能用「抬升機制」分辨,而不是用「落幾久」分辨。答題時寫出:觸發機制、雲型、持續時間、空間分布四項,就自動有結構分。
香港的實例:夏季午後雷雨屬對流雨,梅雨季與冷鋒過境屬鋒面雨,大帽山南坡雨量高於北坡屬地形效應。
最後提醒:城市熱島會加強對流,市區午後雨往往比郊區早半小時開始、雨量更集中。
要學生講:同一天香港錄得 80 毫米,如何判斷屬哪一類(看時間、範圍、有沒有鋒面過境)。
04 必教題型與步驟
| 題型 | 例子 | 步驟 | 答案 |
|---|---|---|---|
| 計算 | 氣壓梯度 | ΔP ÷ 距離 × 100 | 30 hPa/100 公里 |
| 計算 | 雲底與山頂溫度 | 露點差 ÷ 遞減率差 | 1,000 米、19.5°C |
| 解釋 | 迎風背風雨量差 | 抬升、凝結、下沉增溫 | 3 倍、差 800 毫米 |
| 比較 | 三類降雨 | 觸發機制、雲型、時間、範圍 | 四項各一句 |
合理性檢查(一定要教):氣壓梯度要先統一單位:公里對 hPa,不是米。
雲底算式用差距 0.4°C/100 米(0.6 − 0.2),不是 0.6。
1,500 米山頂要分兩段:1,000 米乾絕熱、500 米濕絕熱。
背風坡乾旱不等於無雨,夜間對流仍可致雨。
「3 倍」是 1,200 ÷ 400,差 800 毫米是相減,兩者要分開講。
雲底算式用差距 0.4°C/100 米(0.6 − 0.2),不是 0.6。
1,500 米山頂要分兩段:1,000 米乾絕熱、500 米濕絕熱。
背風坡乾旱不等於無雨,夜間對流仍可致雨。
「3 倍」是 1,200 ÷ 400,差 800 毫米是相減,兩者要分開講。
05 獨立練習三題
| 題目 | 答案 | 想觀察什麼 |
|---|---|---|
| 地面 28°C、露點 24°C 的雲底高度 | 1,000 米 | (28 − 24) ÷ (0.6 − 0.2) × 100 |
| 1,500 米山頂氣溫 | 19.5°C | 28 − 6 − 2.5 |
| 中心 950、環境 1,010、相距 200 公里的梯度 | 30 hPa/100 公里 | 60 ÷ 200 × 100 |
06 學生常見錯誤與糾正句
| 錯誤 | 學生通常這樣寫 | 導師這樣說 |
|---|---|---|
| 季風只背風向 | 答「夏天吹西南風,冬天吹東北風」 | 「要講海陸溫差造成氣壓梯度反轉,所以風向季節相反。」 |
| 雲底用 0.6 計 | 答「雲底在 667 米」 | 「要用氣溫與露點遞減率之差 0.4,即 1,000 米。」 |
| 山頂只計乾絕熱 | 答「山頂 19°C,因為 28 − 9」 | 「1,000 米以上已飽和,要用濕絕熱 0.5,得 19.5°C。」 |
| 三類降雨靠雨勢分辨 | 答「大雨是對流雨,細雨是鋒面雨」 | 「要用抬升機制分辨:受熱、地形迫升、鋒面爬升。」 |
07 家課建議(直接指到練習卷題號)
08 離場檢查(最後 5 分鐘)
| 題目 | 答案 | 判定 |
|---|---|---|
| 雲底高度 | 1,000 米 | 三題全對=可進三類降雨 |
| 氣壓梯度 | 30 hPa/100 公里 | 錯一題=下堂前重講單位 |
| 迎風背風雨量比 | 3 倍(差 800 毫米) | 錯兩題以上=回到第二幕 |
09 導師常問
要背所有季風名稱嗎?
不必。記西南與東北兩支、加上印度與東亞兩個系統就夠。
熱帶氣旋為何不在赤道形成?
因為地轉偏向力在赤道接近零,無法形成旋轉環流。
香港雨量哪裡最高?
大帽山與鳳凰山一帶,主因是地形抬升,不是城市效應。
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