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海陸風與比熱

透過改變一天中的時間以及陸地和海洋的熱容量,我們觀察到溫度差異以及海陸風方向的變化。

    E08 · 海陸風與比熱準備
    您也可以透過下面的場景中的數字和控制進行實驗。

    地球科學 · 大氣層 · 氣象 / 原理與探索

    海陸風與比熱實驗解說

    即使海洋和陸地接收到的太陽光照相同,它們的溫度變化也不同,因為它們儲存的熱量也不同。透過改變時刻、熱容量比以及太陽輻射強度,觀察海洋和陸地的表面溫度差異和風向。與其記憶白天和夜晚的風,這個活動首先確定哪個區域更溫暖。

    它是怎麼工作的?

    由於陸地的熱容量較小,溫度變化迅速且幅度較大。 白天海風和夜晚陸風,都取決於溫度差異。

    關鍵關係

    C·dT/dt = S(t) − k(T−20 °C)

    嘗試這個實驗

    1. 調整時間、熱容量比,以及太陽輻射,執行一天。觀察指示器和上箭頭變化時的時刻。
    2. 執行並記錄一週的每個圈,分別從中午和黎明開始。24小時後,比較同一時間點的溫度和風速。
    3. 保持太陽輻射和時間,改變海洋的熱容量比從 5 到 2,以比較這兩個溫度曲線之間的差異。

    解讀結果的依據

    當土地在清晨時變得寒冷,其循環是什麼?

    暖側是相對較低的壓力,而冷側是相對較高的壓力。表面風從高壓區域吹向低壓區域,而在上層,風則反向吹。

    模型的範圍與限制

    模型包含兩個箱體:陸地 C=2 kJ/K,海洋 C=2×比值 kJ/K,k=0.8 kJ/(h·K)。白天的太陽輻射採用半正弦波,並扣除恆定輻射損失。使用預熱 10 天后的週期。氣壓為僅表示溫差正負的相對值,省略地形、科里奧利力與實際風速。