應用衛星資料於熱帶氣旋之環境場分析

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郭家利(Jian-Li Guo ) 查詢紙本館藏

畢業系所

大氣物理研究所

論文名稱

應用衛星資料於熱帶氣旋之環境場分析

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摘要(中)

本研究利用GMS-5 IR1頻道、SSM/I及QuikSCAT衛星資料，針對發生於1997與2000年的西太平洋上三個颱風個案，分析其發展過程中環境參數在三個固定區域裡的變化，以了解颱風在通過前後環境場的變化，同時使用IR1與SSM/I之85GHz(V)亮度溫度資料及QuikSCAT的風場所求得的渦度中心來進行定位，並比較各種方法計算求得的最大風速值，作為未來颱風監控分析的參考。
研究的結果顯示：
1) 在中心定位方面，和以往將SSM/I的85GHz(V)頻道資料由衛星座標客觀分析至50公里之垂直網格座標後所找出亮溫最低值的位置相比，發現當颱風眼存在時，經客觀分析至15公里網格後所找出颱風中心附近亮度溫度最高值的位置，更接近於時間相近之IR1影像所找到的溫度最高值之位置；在颱風眼不明顯時，則以找到最冷的位置較接近IR1找出約略的幾何中心位置。而利用QuikSCAT求出的朱拉萬颱風最大渦度中心則與真正中心位置相距較遠。
2) 在平均最低亮度溫度值(Tbmin)方面，發現朱拉萬與碧利斯颱風個案在增強至輕度颱風之前12?18小時，其Tbmin都有持續下降的趨勢，在增強為中度颱風強度前，Tbmin有在一定溫度範圍內持續一段時間的現象，風速亦隨時間增加，之後Tbmin隨時間有上升的趨勢，並在登陸前有急遽下降的現象，可能是受到地形抬升作用而導致對流增強之故，造成Tbmin降低。其溫度分布範圍以碧利斯颱風較低，同時具有較大的風速值，朱拉萬颱風則相反。
3) 在海氣參數方面，發現朱拉萬颱風中心通過區域的海溫在量值的分布上除了可能受到緯度差異的影響外，在颱風通過中區的時段亦可能因為颱風行進方向右側具有較大的風速，較多的湧升流得以與表面的海水混合，加上降水的蒸發冷卻作用，以及高層的冷空氣亦隨降水被帶到地面、強風的混合作用等，使得中、北區具有較低的溫度，且海氣溫溼度差值減小；可感熱通量及潛熱通量則分別受到海氣溫度差、海氣溼度差和風速的雙重影響，在颱風通過期間，此兩者有明顯上升的現象。
4) 在最大風速值方面，由QuikSCAT衛星得到的風速皆低於35 m/s，劉和劉(2000)方法求出的風速值亦無法超過45 m/s，此兩者趨勢相近，而蔡(1996)及Hollinger(1989)與JTWC相比則有明顯高估的現象，以蔡(1996)的變化趨勢較接近JTWC的變化。

關鍵字(中)

★ 中心定位
★ 最大風速
★ 熱帶氣旋
★ 環境場
★ 衛星
★ 颱風

關鍵字(英)

論文目次

第一章序論…………………………………………………………....1
1.1 前言…………………………………………………………….1
1.2 文獻回顧……………………………………………………….1
1.3 研究動機……………………………………………………….4
第二章資料蒐集與衛星儀器介紹……………………………………5
2.1 資料蒐集……………………………………………………….5
2.2 衛星儀器介紹………………………………………………….5
2.1.1 GMS-5…………………………………………………5
2.1.2 SSM/I微波輻射計…………………………………….6
2.1.3 QuikSCAT衛星與SeaWinds散射儀……………….…7
第三章各種環境場參數反演………………………………………..9
3.1 平均最低亮度溫度值之求取……………………….………..9
3.2 海氣參數反演……………………………………….………..9
3.3 最大風速反演……………………………………….………..11
第四章中心定位…..…………………………………………………12
4.1 各頻道的優缺點……………….……………………………..12
4.2 各種定位方法的回顧……………….………………………..13
4.3 本研究的定位方法及結果………….………………………..13
4.3.1 1997年溫妮颱風…………….………………………15
4.3.2 2000年朱拉萬颱風………….………………………16
4.3.3 2000年碧利斯颱風………….………………………17
第五章個案分析……………………………………………………..19
5.1 平均最低亮度溫度值之時序變化………………………….19
5.1.1 朱拉萬颱風……………………………………………19
5.1.2 碧利斯颱風……………………………………………21
5.2 各參數在固定區域裡的時序變化…….……………………..22
5.2.1 海面溫度………………………………………………23
5.2.2 海氣溫度差……………………………………………24
5.2.3 海氣溼度差……………………………………………24
5.2.4 近海面風速……………………………………………25
5.2.5 潛熱通量………………………………………………25
5.2.6 可感熱通量……………………………………………25
5.3 各種最大風速之比較………………….……………………..26
第六章討論與結論…………………………..………………………28
參考文獻……………………………………………………………….31
附表…………………………………………………………………….34
附圖…………………………………………………………………….41

參考文獻

參考文獻
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http://podaac.jpl.nasa.gov/nscat/
http://www.saa.noaa.gov
http://winds.jpl.nasa.gov/missions/quikscat/quikindex.htm

指導教授

劉振榮(Gin-Rong Liu)

審核日期

2001-7-15

推文