台灣東南部地區局部環流與邊界層特性之研究

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呂玉璇(Yu-Hsuan Lu) 查詢紙本館藏

畢業系所

大氣物理研究所

論文名稱

台灣東南部地區局部環流與邊界層特性之研究

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摘要(中)

台灣位於亞洲與太平洋的交界處，四面環海，天氣與氣候不僅深受東亞季風之影響，而且也明顯呈現海陸加熱差異所引發的海陸風環流現象。此外，台灣島上地形非常複雜，除了中央山脈縱貫南北之外，東南部地區另有海岸山脈與花東縱谷之存在，這些山脈、縱谷及斜坡地形，對台灣東南部局部環流之發展以及大氣邊界層的演變有何影響，是很值得探討之科學問題。
本研究即以台灣東南部地區複雜地形所引發之局部環流與大氣邊界層的發展特性作為主題，利用綠島中尺度實驗計畫密集觀測期中，測風氣球、繫留氣球、整合探空系統、近地通量自動觀測站以及移動式地面站的觀測資料，分析複雜地形下局部環流之發展，近地能量之收支以及邊界層的發展與演變特性。
研究結果顯示，台灣東南部地區的局部環流相當複雜，除了海陸加熱差異所造成的海陸風之外，亦存在沿著縱谷的山谷風以及垂直縱谷的上下坡風的局部環流系統。在複雜地形以及實驗期間綜觀天氣系統的影響下，台灣東南部地區的局部環流發展高度約300－600公尺。近地面層風場轉變相當明顯，不但沿海岸地區存在海陸風的日夜循環變化，山坡測站也出現上下坡風環流的日夜循環變化。而縱谷內，白天受到地表加熱及上坡風的回流在谷內絕熱增溫，使得谷內外有溫差，進而引發谷風，再加上白天向岸的海風因為受到地形影響，於縱谷兩端出現明顯的繞流現象，造成縱谷北端為北風、南端為南風，夜晚則受到下坡風影響轉為北風。垂直風場的部分，在偏東風個案中發現，縱谷地區的局部環流受到海岸山脈的影響，出現明顯的結構分層現象。而偏南風個案中則因為綜觀風場與地形為平行的，盛行風會直接吹進縱谷內，因此局部環流的垂直變化沒有分層現象。
實驗區域內的邊界層發展差異很大，由於海岸山脈地形屏障的關係，在花東縱谷內的日夜位溫差很大且邊界層也較容易發展，而較靠近海岸的邊界層，受到海洋的調節，日夜位溫差較小，且邊界層發展到上午11點之後，底層受到海風環流所伴隨的冷平流影響，而抑制了邊界層的成長，大氣邊界層的厚度約600-800公尺。由近地表通量觀測站所量測到之各通量發現，地表經過太陽短波輻射加熱後，以可感熱通量、潛熱通量以及土壤熱通量的方式達到能量收支平衡，而貢獻最大的為潛熱通量，可感熱通量次之，且潛熱通量約為可感熱通量的兩倍。

關鍵字(中)

★ 局部環流
★ 邊界層
★ 複雜地形

關鍵字(英)

論文目次

摘要…………………………………………………………………..…Ⅰ
目錄…………………………………………………………………..…Ⅲ
誌謝 ……………………………………………………………………Ⅴ
圖表說明…………………………………………………………..……Ⅵ
第一章緒論….…..………………………………………………….…1
1.1 前言……..…………………………………………………..….1
1.2 研究回顧……..…………………………………………….…..1
1.2.1 局部環流…………………………………………….…..1
1.2.2 邊界層發展……………………………………………..4
1.3 研究動機………..…………………………………………..….6
第二章資料來源與處理.…………………………..………………….8
2.1 綠島中尺度實驗簡介………..………………………………...8
2.2 觀測儀器介紹………………..………………………………...9
2.2.1 整合探空系統……………………………………….….9
2.2.2 移動式近地通量自動觀測站………………………....10
2.2.3 繫留氣球觀測系統…..……………………………......11
2.2.4 測風氣球觀測……………………………………...….12
2.3 分析方法…………………………………………………..….12
第三章天氣分析……….………………………………………..…...14
3.1 綜觀天氣分析……….……………………………………......14
3.2 衛星雲圖與降水.………………………………………...…...16
3.3 地面站分析………………..…………………………….....…16
第四章局部環流與邊界層發展之特性分析………………..………18
4.1 偏東風類型………………………..………………….………18
4.1.1 無降雨……………………………………..……...……18
4.1.2 有降雨…………………………………..………...……21
4.2 偏南風類型……………………………………………...……23
4.2.1 無降雨…………………………………………………23
4.2.2 有降雨………………………………………....………24
4.3 地面風場與溫度場之分析……………...……………………27
4.4 邊界層特性分析與比較……………………………...………28
4.5 地表能量收支之各通量比較……………………...…………29
第五章結論……………………………………………………..……33
參考文獻…………………………………………………………..……35
附圖………………………………………………………………..……38

參考文獻

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指導教授

林沛練(Pay-Liam Lin)

審核日期

2003-7-17

推文