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大暑熱到爆!為什麼這個節氣最熱?

今天(2016.7.22)是 24 節氣中的「大暑」,加上太平洋高壓籠罩,今天全台晴朗無雲、溫度超高的啊!

「大暑」一定是一年中最熱的一天嗎?為什麼不是夏至?

要知道大暑會不會是一年中最熱的一天,得先從 24 節氣怎麼劃分的開始談。

地球繞著太陽公轉,這個繞行的軌道其實就是黃道,但我們習慣從我們的角度,也就是太陽在空中運行位置的變化軌跡。將這樣的軌跡視為圓形的軌道,我們將這個圓的 360 度劃分成 24 個區間(節氣),也就是太陽在黃道上每轉15度,就是所謂的一個節氣。

大暑其實是 24 節氣中,太陽在黃經 120 度的位置。附帶一提,真正的節氣並不會是一整天,而是到達那個角度的瞬間而已,譬如大暑就是在黃經 120 度那一個moment。

所以說「大暑」這天是從天文規律定出來的,所以說天文的歸天文,大氣的…(誤),故大暑當天的高溫不能直接畫上等號,還要搭配正好是晴朗的天氣。

24節氣

24 節氣。圖/網路天文館

但一般來說,的確是在大暑附近的日子較熱,這時又會有一個問題:夏至不是太陽直射北回歸線,那為什麼臺灣或更北的地方多半不是這天最熱?

如果覺得要聽大氣理論和動力太複雜,我們就換個方式比喻:就如同煮開水一樣,當慢慢把火力轉大,然後再慢慢的轉小,水溫不會因為你將火力轉小了就不會再升溫,而是要到關火、甚至丟冰塊進去才會降溫。同樣的道理地球能量收支對氣溫的影響,也是要等到「支出(地球向外輻射的能量)」大於「收入(地球整體吸收太陽的能量)」時,才會真的開始降溫。當介於大暑到立秋之間時,反而是接近能量收支最大的附近,而過了立秋後,就會開始降溫……

另外附帶一題,所謂能量收支,其實也不是太陽「直接」加熱大氣的,而是地球吸收了太陽輻射後,再以較長波長輻射的方式到大氣中。(但這又是另一段故事了,可以參考科學月刊這篇文章:對流層大氣能量的主要來源。)

所以我們現在知道不一定是遇上「大暑」才造成今天這麼熱,那麼就是那個常聽到卻又跟它不太熟的「太平洋高壓」搞的鬼囉!太平洋高壓又是什麼?

太平洋上的高壓 太平洋高壓嗎?

這句話說對,也不算對。

地球上氣壓較高的高壓帶好像也不算少,以氣象學來說,地球因為大氣環流的關係(這有點複雜,可以先參考這篇大氣環流的文章),副熱帶地區本來就會出現高壓帶,但會因為各地地形氣候關係,造成高壓帶位置有些偏北、有些偏南。在臺灣附近常駐的副熱帶高壓正好就在太平洋上,隨著季節消長(它是影響台灣天氣的其中一個因素,也是我們常在氣象預報中會聽到它的原因啊)。

風

圖/由中文Wikipedia的Carlsmith – 根據AtmosphCircNT.png修改。,創用CC 姓名標示-相同方式分享 3.0,wikimedia commons.

高壓有什麼厲害的?高壓統治比較可怕吧?

要講高壓又得講到氣壓,地球上的大氣厚薄、密度不一,而所謂「氣壓」指的就是某個單位面積正上面的空氣重量。用更簡單的比喻就是,在高壓地方就是有個很大、很重量級的相撲選手做成的空氣柱。

一般來說要成雲、致雨需要的是氣流上升後,空氣冷卻、飽和、凝結成雲,再來才會降雨。但高壓的氣流是下沉的,氣流到了地表將空氣向外推出,這樣的情況就很難形成雲,也就會有晴朗無雲的天氣。

太平洋高壓分布多廣?涵蓋範圍達數千公里,下圖是歷年來夏季太平洋高壓的消長,動輒跨越幾十度的經度,颱風的尺度比起來還真是小咖了!

太平洋高壓

歷年來太平洋高壓的消長。圖/中央氣象局網頁

 

對,說到颱風,其實颱風的路徑也和太平洋高壓有些關係,颱風屬於低壓系統,在大氣中只能算是個輕量級選手,當然撞不贏重量級的高壓。對照上面的圖來看,就可以知道為什麼颱風路徑大致都會先往西,再往北,就是因為直接往北就會撞上重量級相撲選手太平洋高壓,只好摸摸鼻子先往西走了。

當然科氏力對颱風路徑也有作用,但實際上每個颱風受到的科氏力影響不會差太多,反而太平洋高壓消長對路徑的影響來得更大更顯著!

太平洋高壓

這是畫得誇張一點的示意簡圖,不代表太平洋高壓的空氣柱和颱風區域的實際大氣厚度,黑色箭頭代表颱風行徑的路徑,而且這是北半球的情況(上方為北)。圖/作者繪製

下圖就是今天的地面天氣圖,臺灣一帶的晴朗無雲就是受到太平洋高壓(虛線的H)影響啊!

地面天氣圖

2016/07/22地面天氣圖。圖/截自中央氣象局網頁

延伸閱讀:

本文轉載自作者部落格「地球故事書」。作者粉絲專頁「阿樹的地球故事書

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關於作者

潘昌志

「你地質系的?」不,但我待過地質所,而且還是海研所的碩士。無論在氣象局、小牛頓…都一樣熱愛地科與科普。現在從事試題研發工作,並持續在《地球故事書》、《泛科學》、《國語日報》等專欄分享地科的各種知識,想以科普寫作喚醒人們對地球的愛。