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姓名 陳睿祥(Ruei-siang Chen) 查詢紙本館藏 畢業系所 太空科學研究所 論文名稱 利用中壢特高頻雷達觀測潭美颱風的降雨現象
(Observation of TRAMI typhoon precipitations made with Chung-Li VHF radar andground-based disdrometer)相關論文 檔案 [Endnote RIS 格式]
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摘要(中) 本次研究是利用中壢52MHz特高頻雷達以及地面二維雨滴譜儀(Disdrometer)來研究紀錄潭美颱風的降水情形，可分別得到空中降水粒子之終端速度、回波功率、頻譜寬、大氣回波功率、大氣垂直速度、頻譜寬以及地面之降雨率、雨滴粒徑分佈等等。
本次觀測資料為潭美颱風降水事件為2013年8月20日15:01~23:34LT以及8月21日與8月22日這兩天的降水資料，首先區分是冷降水還是暖降水的降水事件，冷降水是固體冰晶往下掉經亮帶後降落到0^° C等溫線以下變液態雨，而暖降水是強上升氣流從底部帶降水粒子衝到2~4km或以上的高度所產生的降雨現象，再利用空中降水粒子的終端速度和回波功率之間的關係，可推得空中降水粒子指數型態及伽瑪型態兩種雨滴粒徑分佈的參數N_0，再與地面雨滴譜儀得到的N_0作散佈圖，只取冷降水事件且是指數型態雨滴粒徑分佈的情況下，斜率較接近於1且相關係數非常好。
在8月20日約19:42在8-10km附近發現有強上升氣流的出現，平均都卜勒速度最大將近15m/s，所以我們取8月20日19:02:44~20:03:10這段時間來作大氣回波功率與頻譜寬、大氣回波功率與垂直速度之間的散佈圖。發現高層(7.05km~12.3km)的相關係數良好比率都優於低層(1.65km~6.9km)。
比較融解層(5.4km)以上的冰晶和過冷水的特性，以終端速度絕對值2.5m/s當作冰晶與過冷水的篩選條件大致區分兩者，各個高度平均回波功率的比較上兩者差異在8-11dB，平均頻譜寬的比較上兩者差異在0.15Hz以上。
摘要(英) The research is to record the rainfall phenomenon of TRAMI-typhoon.We can obtain precipitation terminal velocity, echo power, rain fall rate, DSD and the spectral width etc by using the Chung-Li 52MHz VHF radar and ground 2DVD- Disdrometer.
The data is the events from August 20th 15:01~August 22th,2013.We can distinguish the cold precipitation events and the warm precipitation events with the air vertical velocity and bright band,and make scatter diagram by using the relation between precipitation terminal velocity and echo power in air to obtain the N_0 from exponential and gamma of DSD of precipitation particle and the N_0 from ground 2DVD- Disdrometer. The slope is closer to 1 and the correlation coefficient is very well,when only takes not only the cold precipitation events but the DSD is exponential.
We take the time from August 20th 19:02:04 to 20:03:10 to make the scatter diagram of air echo power with the spectral width,and air echo power with the air vertical velocity,because we found the presence of the strong updraft, average Doppler velocity maximum nearly 15m/s on August 20 at about 19:42 near 8-10 km.Then we found the correlation coefficient ratio of the range 7.05km~12.3km is better than the range 1.65km~6.9km.
We can use the filter criteria to distinguish the character between ice and supercooled above melting layer(5.4km) by terminal velocity greater than 2.5m/s.The average echo power between ice and supercooled water is 8-11dB,and supercooled water is greater than ice about 0.15Hz in average spectral width.We have lightning echo signals in this observing data.
關鍵字(中) ★ 中壢特高頻雷達
★ 降水
★ 颱風關鍵字(英) ★ Chung-Li VHF radar
★ precipitation
★ typhoon論文目次 第一章 前言............................................... 1
1.1 VHF雷達發展史 .................................... 1
1.2 降水成因 ......................................... 3
1.3 研究動機與論文簡介 ............................... 5
第二章 觀測原理........................................... 8
2.1 VHF雷達回波特性 ..................................8
2.2 大氣折射指數 ..................................... 9
2.3 大氣回波機制 .................................... 11
2.4 降水回波機制 .................................... 15
2.5 降水粒子終端速度與回波功率的關係 ................ 17
2.6 雨滴粒徑分佈為指數型函數 ........................ 19
2.7 雨滴粒徑分佈為伽瑪型函數 ........................ 22
2.8 雨滴粒徑分佈參數 ................................ 26
2.9 過冷水與冰晶的回波功率 ...........................27
2.10 閃電成因.........................................27
2.11 閃電訊號.........................................28
2.12 閃電回波篩選條件 ................................28
第三章 儀器簡介與資料分析 ................................29
3.1 中壢特高頻(VHF)雷達 ..............................29
3.2 雨滴譜儀(Disdrometer) ............................33
3.3 觀測資料的取得 ...................................35
3.4 雷達參數設定 .....................................35
3.5 資料分析處理方法與流程 ...........................36
第四章 觀測結果與討論 ....................................38
4.1 雷達降水回波與雨滴譜儀資料的比較 .................38
4.2 雷達降水回波與板橋探空資料的比較 .................39
4.3 降水回波功率與雨滴終端速度的關係 .................40
4.4 冰晶與過冷水之間的區分............................41
4.5 冰晶與過冷水之間的比較............................43
4.6 融解層上下間降水粒子的頻譜寬比較 .................44
4.7 強上升氣流時大氣回波參數的比較 ...................44
4.8 閃電訊號 .........................................46
第五章 結論與未來展望 ....................................47
5.1 結論 .............................................47
5.2 未來展望 .........................................49
參考資料..................................................51參考文獻 Atlas,D., R.C.Srivastava, and R.S.Sekhon, Doppler radar
characteristic of precipitation at vertical incidence, Rev.
Geophys ., 11, 1-35, 1973.
Batten,L.J., Radar observations of the atmosphere, pp324, University
of Chicago Press, Chicago, Ⅲ, 1973.
Chu,Y.H., and C.H.Lin, The severe depletion of turbulent echo power
in association with precipitation observed by using Chung-Li
VHF Radar, Radio Sci., 29, 1311-1320, 1994.
Chu,Y.H., and L.P.Chian, The investigation of the atmospheric
precipitations by using Chung-Li VHF Radar, Radio Sci., 26,
717-729, 1991.
Chu,Y.H., and J.S.Song, The observation of precipitation associated
with cold front using VHF wind profiler and ground-based
optical raingauge, Journal of geophysical research, 103,
11401-11409, 1998.
Chu,Y.H., S.P.Shih, C.L.Su, K.L.Lee, T.H.Lin, and W.C.Liang, A study
on the relation between terminal velocity and VHF backscatter
from precipitation particles using the Chung-Li VHF Radar,
J.Appl.Meteor., 38, 1720-1728, 1999.
Chu,Y.H., and C.L.Su, An investigation of Slope-Shape Relation for
Gamma Raindrop Size Distribution, J. Appl. Meteor., 47,
2531-2544, 2008.
Gunn,R. and G.D.Kinzer, The terminal velocity of fall for water
droplets in stagnant air, J. Meteor, 6, 243-248, 1949.
Gage,K.S., and B.B.Balsley, On the scattering and reflection
mechanisms contributing to clear-air radar echoes from the
troposphere, stratosphere, and mesosphere, Radio Sci., 15,
243-257, 1980.
Gage,K.S., W.L.Ecklund, and B.B.Balsley, A modified Fresnal
scattering model for the parameterization of Fresnel returns,
Radio Sci., 20, 1493-1501, 1985.
Larsen,M.F., and J.Rottger, Observation of thunderstorm
reflectivities and Doppler velocities measured at VHF and UHF,
J. Atmos. Oceanic Technol., 4, 151-159, 1987.
Marshall,J.S., and W.M.Palmer, The distribution of raindrops with
size, J. Meteor., 5, 165-166, 1948.
Ottersten,H., Radar backscattering from the turbulent clear
atmosphere, Radio Sci., 4, 1251-1255, 1969.
Sch nhuber,M., About interation of precipitation and electromagnetic
waves, Institute of Communications and Wave Propagation,
Technical University, Graz, doctoral thesis. . .o
Su,C.L., Y.H.Chu, and C.Y.Chen, Analyzing the Relationship between
Terminal Velocity of Raindrops and VHF Backscatter from
Precipitation, TAO, 15, 4, 629-645, 2004.
Spilhaus,A.F., Raindrop size, shape, and falling speed. J Meteor.,
5, 108-110, 1948.
Tatarskii,V.I., Wave propagation in a turbulent media, pp285.,
McGraw-Hill, New York, 1961.
Wakasugi,K., A.Mizutani, M.Masaru, S.Fukao, and S.Kato, A direct
method for deriving drop-size distribution and vertical air
velocities from VHF Doppler radar spectra, J. Atmos. Oceanic
Technol., 3, 623-629, 1986.
朱延祥，剖風儀觀測原理與應用，pp74。
朱延祥，MST 雷達回波機制的研究，博士論文，國立中央大學，1998。
威啟勳，大氣科學，pp116，大中國圖書，1993。
陳春溢，利用中壢VHF雷達對大氣及降水回波參數特性之研究，碩士論文，
國立中央大學，2001。
陳孟遠，利用中壢特高頻雷達研究對流降水系統雨滴粒徑與速度之關係，
碩士論文，國立中央大學，2000 。
徐俊偉，特高頻雷達對空中降水粒子大小與回波功率關係之研究，碩士論
文，國立中央大學，2003。
羅一堯，特高頻雷達降水回波功率與終端速度相關性之觀測與模擬，碩士
論文，國立中央大學，2006。
陳朝信，利用中壢特高頻雷達研究雨滴粒徑分佈，碩士論文，國立中央大
學，2009。
紀雍華，藉由雷達模擬軟體QuickBeam探討雲與降水遙測之原理，碩士論
文，國立中央大學，2008。
蘇清論，大氣風場與降水探測技術的建立與研究，博士論文，國立中央大
學，2004。
鍾明哲，利用中壢特高頻雷達新干涉天線陣列觀測中氣層之風場，碩士論
文，國立中央大學，2013。
中央氣象局-颱風資料庫，潭美颱風路徑圖
王寶貫，雲物理學，pp85~pp89、pp260~pp261
劉妍利，梅雨降水系統的雙偏極化雷達資料分析與WRF模式模擬研究，碩士
論文，國立中央大學，2013。指導教授 朱延祥(Yen-hsyang Chu) 審核日期 2014-7-30 推文 plurk
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