地形效應對TAMEX IOP 13豪雨之影響

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繆璿如(Shyuan-Ru Miaw) 查詢紙本館藏

畢業系所

大氣物理研究所

論文名稱

地形效應對TAMEX IOP 13豪雨之影響

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摘要(中)

本研究以Taiwan Area Mesoscale Experiment（TAMEX）IOP 13（台灣中尺度實驗第十三個密集觀測期）（1987年6月24～25日）為例，探討台灣海峽兩邊地形對中尺度對流系統之影響。在TAMEX IOP 13期間，台灣西北部及中部沿海地區發生強降水事件，帶來超過200 mm以上的累積降雨量，而山區雨量卻較少，此和統計資料顯示，山區豪雨個案大於平地之結果恰恰相反。
TAMEX IOP 13另一個特點，是發生在季節轉變之後。使用ECMWF（European Centre for Medium range Weather Forecast），及EC/TOGA basic之2.5度 2.5度資料，統計在1980年至2002年間，在東經120度，北緯22.5度之處的200 hPa風場資料，比較西風轉變成東風之時間，與每年到達台灣地區之最後一道梅雨鋒面結束之時間，發現在此23年期間，大部分季節轉變的時間都在當年最後的梅雨鋒面離開或消失後，或是鋒面結束時間和季節轉變時間十分接近。但只有1984年六月12日的鋒面、1987年六月24～25日的鋒面及2002年六月28日之梅雨鋒面，是在季節轉變後侵台之鋒面。其中又只有1987年六月24～25日的TAMEX IOP 13之個案於季節轉變後在中部海岸產生了豪雨。
過去許多針對IOP 13的研究中，有許多學者使用不同的方法，例如地面測站、探空資料、雷達等資料，分析造成中部海岸降水的對流系統，Li et al.（1997）提出鋒面前長生命期對流雨帶在台灣西北外海的低層地形激流（barrier jet）與850 hPa的風切線後的西風所形成之輻合區中發展，並朝向台灣地區移動，造成強降水的發生。本篇研究主要利用第五代中尺度數值模式（Fifth-generation Pennsylvania State University/National Center for Atmospheric Research Mesoscale Model，MM5）模擬雨帶在地形激流區之發展。模式使用四層巢狀網格（45、15、5、1.67km）進行模擬，降水物理參數使用Simple Ice（含有水汽、雲水、雨、雲冰，Dudhia, 1993）。下邊界層的模擬，使用高解析度的Blackadar PBL（Blackadar, 1979）行星邊界層法。
研究結果顯示，6月25日08LST之前的降水發生在台灣海峽北部850hPa短槽區附近。受槽後西風與地形激流之輻合影響，雨帶移入台灣陸地在西北海岸造成降水。08 LST之後，雨帶登陸加上梅雨鋒面南下，風切線上之雨帶受到鋒面影響後再增強，在台灣西北部及中部產生豪雨。不考慮台灣地形效應時，雖仍有降水發生，但主要發生在地面鋒面附近，因無地形激流與風切線後之西風的輻合，無法產生東北西南走向之降雨帶，故造成台灣西北部的豪雨未發生。將華南丘陵高度降低為100m後，850 hPa 短槽微弱，但台灣西北岸有強降水發生，鋒面速度減緩造成降水帶偏北。無台灣地形東南丘陵100M組，其降水主要平行於鋒面走向，因無地形激流之效應，故台灣西北岸無大於200mm以上的降水，鋒面位置則類似於東南丘陵100M之結果。敏感度實驗結果顯示，水氣參數改為Mixed phace（含有水汽、雲水、雨、雲冰、雪之計算，Reisner et al., 1998）時，模擬之降水強度比用Simple Ice大，但降雨分布大致相似。邊界層改為使用MRF PBL（Hong and Pan, 1996）時，無法模擬出在台灣海峽地形激流產生的雨帶。

關鍵字(中)

★ 梅雨鋒面
★ 豪雨
★ 地形
★ 地形激流

關鍵字(英)

★ TAMEX IOP 13
★ MM5

論文目次

摘要……………………………………………………………………i
致謝……………………………………………………………………iii
目錄……………………………………………………………………iv
圖表說明………………………………………………………………v
第一章序論…………………………………………………………1
§ 1.1 前言…………………………………………………………1
§ 1.2 研究動機……………………………………………………4
§ 1.3 資料來源與分析……………………………………………7
第二章觀測資料……………………………………………………8
§ 2.1 TAMEX IOP 13：1987年6月24---25日……………………8
§ 2.1.1 降水分布…………………………………………………8
§ 2.1.2 綜觀條件概述……………………………………………9
§ 2.1.3 雷達回波圖分析…………………………………………10
§ 2.1.4 觀測小結…………………………………………………13
第三章模擬方法與結果……………………………………………14
§ 3.1 模式簡介……………………………………………………14
§ 3.1.1 TAMEX IOP 13模式設定…………………………………14
§ 3.2 TAMEX IOP 13：1987年6月24---25日模擬結果（CTRN）16
§ 3.2.1 綜觀尺度…………………………………………………16
§ 3.2.2 降水分布…………………………………………………17
§ 3.2.3 雨帶特性…………………………………………………19
§ 3.2.4 降水與觀測資料比較……………………………………22
§ 3.3 台灣地形對降水之影響（NTER）…………………………24
§ 3.4 東南丘陵地形對降水之影響（CS100M）…………………28
§ 3.5 無台灣地形東南丘陵地形對降水的影響（NTCS100M）…31
§ 3.6 熱力參數的敏感度測試……………………………………32
第四章結論與展望…………………………………………………35
§ 4.1 結論…………………………………………………………35
§ 4.2 未來展望……………………………………………………37
附錄……………………………………………………………………38
參考文獻………………………………………………………………39
圖表……………………………………………………………………42

參考文獻

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指導教授

陳景森(Ching-Sen Chen)

審核日期

2003-7-15

推文