大學學科能力測驗 地球科學・高一 地科

大氣、海洋與天文

大氣分層、洋流與聖嬰、四季成因與宇宙尺度

內容概述

大氣依溫度變化分四層:對流層(天氣現象發生處,隨高度升溫度降)、平流層(含臭氧層吸收紫外線,適合飛行)、中氣層、增溫層(極光發生處)。海水運動:洋流受盛行風驅動,黑潮為流經臺灣東岸的暖流,影響氣候與漁場;湧升流帶起深層營養鹽形成漁場。聖嬰現象(El Niño):東太平洋赤道海溫異常偏暖,太平洋兩岸氣候異常(祕魯多雨、澳洲印尼乾旱)。四季成因是地軸傾斜 23.5° 加上公轉——非日地距離變化;夏至時北半球受日直射角度大、白晝長。月相變化週期約 29.5 天:日月地排列造成朔(新月)、上弦、望(滿月)、下弦。日食發生於朔(月在日地之間)、月食發生於望。宇宙結構由小至大:地月系→太陽系→銀河系→宇宙;光年是距離單位。

學習重點

  1. 1對流層:天氣現象、高度愈高溫度愈低;平流層:臭氧層吸收紫外線、氣流平穩
  2. 2黑潮:沿臺灣東岸北上的暖流,使冬季東部較同緯度溫暖,並帶來洄游漁場
  3. 3聖嬰現象:東太平洋海溫偏暖→祕魯豪雨、澳洲印尼乾旱;反聖嬰則相反
  4. 4四季成因=地軸傾斜 23.5°+公轉;與日地距離無關(地球一月初反而位於近日點)
  5. 5日食必發生在朔(農曆初一)、月食必發生在望(農曆十五前後)
  6. 6光年是『距離』單位(光走一年的距離,約 9.5×10¹² 公里),不是時間單位

大學學科能力測驗出題趨勢:學測重點:大氣分層與溫度變化曲線的判讀、黑潮對臺灣氣候漁業的影響、聖嬰現象的成因鏈與全球影響、四季與晝夜長短變化的圖形題、月相與日月食條件。常見陷阱:四季不是因為日地距離;光年是距離單位;日食朔、月食望不可對調。

108 課綱對應

進階探究・深度解析

四季的幾何學:地軸傾斜使太陽直射點在南北回歸線(23.5°N~23.5°S)之間來回移動。夏至直射北回歸線(恰通過臺灣嘉義、花蓮),北半球晝最長、太陽仰角最大;冬至直射南回歸線。若地軸不傾斜,全球將無四季、各地晝夜永遠均分——此反事實思考是學測素養題的經典設計。

聖嬰現象的因果鏈值得完整走一遍:正常年,赤道東風(信風)將表層暖水吹向西太平洋,東太平洋祕魯外海湧升流補償上來、漁產豐富。聖嬰年信風減弱,暖水東退回東太平洋——湧升流減弱、祕魯漁獲鋭減且暴雨成災,西側的澳洲印尼則乾旱與森林大火。一個風場的改變牽動整個太平洋的雨帶,是理解『地球系統交互作用』的最佳案例。

宇宙尺度的想像練習:光從月球到地球約 1.3 秒、從太陽來約 8.3 分鐘、離太陽最近的恆星(比鄰星)約 4.2 光年、銀河系直徑約 10 萬光年。我們仰望星空時看到的是天體的『過去』——4.2 光年外的星光出發時是四年多前。天文觀測即時光機的概念,常出現在學測情境題中。

章節試題(4 題・附詳解)

1.基礎雲、雨、颱風等天氣現象主要發生在大氣的哪一層?

測驗重點:大氣分層

  1. (A) 平流層
  2. (B) 對流層
  3. (C) 中氣層
  4. (D) 增溫層
查看答案與詳解

正確答案:(B) 對流層

對流層是大氣最底層,集中了大部分的水氣,且溫度隨高度上升而下降、對流旺盛,因此雲雨風雪等天氣現象幾乎都發生於此,故選(B)。平流層氣流平穩、含臭氧層,適合客機飛行;增溫層則是極光發生的區域。

2.中等關於流經臺灣附近的黑潮,下列敘述何者正確?

測驗重點:黑潮影響

  1. (A) 是沿臺灣西岸南下的寒流
  2. (B) 是沿臺灣東岸北上的暖流,使冬季東部沿海較溫暖
  3. (C) 主要由地球自轉直接產生,與風無關
  4. (D) 黑潮海水營養鹽豐富,顏色偏綠
查看答案與詳解

正確答案:(B) 是沿臺灣東岸北上的暖流,使冬季東部沿海較溫暖

黑潮是北太平洋環流的一部分,沿臺灣東岸向北流動的暖流,冬季為東部沿海帶來較同緯度溫暖的氣候,並吸引洄游魚類形成漁場,故選(B)。洋流主要由盛行風長期吹拂驅動;黑潮水中懸浮物與營養鹽少、水色深藍近黑,故名黑潮。

3.中等地球有四季變化的主要原因為何?

測驗重點:四季成因

  1. (A) 日地距離的變化:夏季地球離太陽較近
  2. (B) 地軸傾斜 23.5 度,配合地球繞太陽公轉
  3. (C) 太陽輻射強度隨季節增強或減弱
  4. (D) 月球引力使地球溫度改變
查看答案與詳解

正確答案:(B) 地軸傾斜 23.5 度,配合地球繞太陽公轉

四季成因是地軸傾斜 23.5° 加上公轉,使太陽直射點在南北回歸線間移動:直射北半球時北半球晝長、仰角大、獲得能量多而成夏季,故選(B)。(A)是最經典的迷思——地球其實在一月初(北半球冬季)位於近日點,證明距離不是四季主因;南北半球季節相反也支持地軸傾斜的解釋。

4.進階關於月相與日食、月食的發生條件,下列敘述何者正確?

測驗重點:月相與日月食

  1. (A) 日食發生時,月相必為滿月(望)
  2. (B) 月食發生時,月球位於太陽與地球之間
  3. (C) 日食必發生於朔(農曆初一前後),此時月球位於日地之間
  4. (D) 每個月的朔與望都必定發生日食與月食
查看答案與詳解

正確答案:(C) 日食必發生於朔(農曆初一前後),此時月球位於日地之間

日食是月球遮住太陽,月球必須位於太陽與地球之間,即朔(新月、農曆初一)的位置,故選(C)。月食則是月球進入地球影子,發生於望(滿月),此時地球位於日月之間。因月球軌道面與黃道面約有 5° 夾角,多數的朔與望時三者並未精確成一直線,故日月食並非每月發生。