衛星資料探討台南都市發展在熱島效應及區域降雨型態之影響

以作者查詢圖書館館藏

、以作者查詢臺灣博碩士

、以作者查詢全國書目

、勘誤回報

、線上人數：44

、訪客IP：3.129.71.217

姓名

嚴文懋(Wen-mao Yen) 查詢紙本館藏

畢業系所

太空科學研究所

論文名稱

衛星資料探討台南都市發展在熱島效應及區域降雨型態之影響
(Analysis of urban heat island intensity and it impact on regional precipitation over Tainan city in Taiwan)

相關論文

★ 應用經驗模態分解法在福衛五號遙測照像儀之相對輻射校正	★ 福爾摩沙衛星五號遙測儀之在軌絕對輻射校正
★ 應用衛星資料及地理資訊系統在印尼BALURAN國家公園野生牛棲息地之測繪	★ 利用MISR衛星資料反演陸地區域氣膠光學厚度和地表反射率
★ MTSAT-1R衛星資料在東亞沙塵暴監測及氣膠光學厚度反演之探討	★ 結合衛星與地面觀測氣膠輻射參數在東南亞地區氣膠種類辨識之應用
★ 衛星資料在臺灣地區西南氣流降雨估算之應用	★ MODIS衛星資料在亞洲地區氣膠種類辨識之應用
★ 結合MODIS與MISR觀測資料在氣膠單次散射反照率反演之應用	★ 應用衛星資料探討大台北地區都市熱島效應之時空分布
★ AERONET觀測資料在氣膠種類輻射參數之探討	★ 結合衛星資料與建物資訊解析台北市空間發展與都市熱島效應之鏈結
★ 季風輻合效應在台灣地區熱帶氣旋降雨影響之探討	★ 福爾摩沙衛星二號遙測照相儀之在軌相互輻射校正
★ Landsat-7衛星資料反演都市大氣氣膠光學厚度之研究與應用	★ 對數常態分布在氣膠消光係數廓線擬合之應用

檔案

[Endnote RIS 格式]

[Bibtex 格式]

[相關文章]

[文章引用]

[完整記錄]

[館藏目錄]

[檢視]

[下載]

本電子論文使用權限為同意立即開放。
已達開放權限電子全文僅授權使用者為學術研究之目的，進行個人非營利性質之檢索、閱讀、列印。
請遵守中華民國著作權法之相關規定，切勿任意重製、散佈、改作、轉貼、播送，以免觸法。

摘要(中)

台南是台灣最早發展的城市，隨著人口的增長，使得城市的規模日益擴大，都市的熱島效應也因此增強。先前的研究指出雷雨所造成降雨的地區可能會受到都市熱島效應的影響而有所改變，尤其在夏季時，都市地區的高溫現象會強化地區的熱對流系統，而改變地形效應之降雨和地區。為了探討都市發展對於區域降雨之影響，本研究將分析都會區之不透水層鋪面比率(Impervious Surface Area；ISA)與熱島效應(Urban Heat Island；UHI)強度間之關係，進而探討都市熱島強度在都會區降雨型態之影響。

首先利用Landsat衛星資料提供的可見光與熱紅外波段資料分別進行各年份地物之分類與ISA值之計算，做為都市化的指標，以及地表溫度之反演與UHI強度之估算。其次則使用降雨的網格資料與再分析風場探討不同風場對於熱島效應降雨之影響。最後使用中央氣象局1993年至2012年地面測站的降雨觀測資料，分析整體降雨的趨勢與變化，並結合UHI的變化探討其間之相關性。

結果顯示，台南區與新市區之ISA分別以每年約0.012與0.016的速度增加；UHI則分別以每年約0.092℃與0.21℃的強度增溫。另外，UHI與ISA的相關性很高，尤其在新市與台南區皆大於0.8，表示都市的發展確實增強了熱島效應之強度。研究也指出在都市測站午後雷雨的降雨量有增加的趨勢，而山區測站則受都市熱島效應的影響，而相對減少，後續仍需藉由模式進行深入之探討。

摘要(英)

Tainan is the oldest city in Taiwan and the increasing population density leads her to be a big city, as well as intensify the urban heat-island effect. The previous researches indicate that the precipitation could be influenced by the intense urban heat-island effect, such as the thunderstorm for example. In summertime, urban heat can generate the convection can be caused from the heat surface of urban area, and then reduce the rainfall rate from terrain lifting effect. As a result, the regional precipitation pattern could be altered, especially during the summertime. In order to have better understanding the impact of urbanization on the precipitation, impervious surface area (ISA) as the index of city urbanization associated with the intensity of urban heat island effect (UHI) are used in this study.

Landsat data is utilized in this study since the visible and thermal Infrared spectral bands can be provided for calculating the data of classification and UHI at the same time. After the land cover type classification, we can derive the value of ISA around the areas of Tainan city and the changes along with the time. Then using TCCIP precipitation and ECMWF wind field data to find the precipitation distribution in different wind field. Final, the rainfall data during July and August from 1993 to 2012 which exclude the data in typhoon days from Center Weather Bureau (CWB) over Tainan city are collected to investigate rainfall trends in each station and examine the correlation between ISA and precipitation.

The result indicated that high ISA and UHI value was locating in urban area. Following the urbanization, UHI increased along with the ISA during the past 17 years and there have high correlation between UHI and ISA. The result also indicate that the rainfall trends increasing in urban area and decreasing in mountain area because of Urban Heat Island obstruct the water vapor which is bring from ocean to mountain area.

關鍵字(中)

★ 衛星遙測
★ 熱島效應
★ 不透水層鋪面
★ 都市降雨型態

關鍵字(英)

★ Urban heat island effect
★ Precipitation
★ Impervious surface area

論文目次

摘要 I

Abstract II

誌謝 III

目錄 IV

表目錄 VI

圖目錄 VI

第一章緒論 1

1.1前言 1

1.2文獻回顧 2

1.3研究試區 5

1.4研究目的與流程 6

第二章資料蒐集 7

2.1資料特性 7

2.2 Landsat 5 與 7 衛星影像資料 8

2.3 TCCIP雨量資料 9

2.4 ECMWF ERA-Interim 再分析資料 10

2.5中央氣象局測站資料 10

2.6 JTWC颱風最佳路徑 11

第三章研究方法 12

3.1地物分類 12

3.2地表不透水層鋪面比例之估算 14

3.3地表溫度反演 15

3.4都市熱島效應強度 16

3.5中央氣象局氣溫與雨量資料篩選 17

第四章研究結果 19

4.1地物分類與都市發展時空變化分析 19

4.1.1地物分類 19

4.1.2不透水層鋪面時空變化分析 21

4.1.3台南區與新市區ISA逐年變化 22

4.2台南地區都市發展與熱島效應 22

4.2.1地表溫度 22

4.2.2測站溫度 23

4.2.3都市熱島強度時空分布 24

4.2.4都市熱島強度與不透水層鋪面 25

4.3午後熱對流降雨案例 25

4.4風場與台南區域降雨特性 26

4.5降雨分布與都市熱島之時空變化分析 28

第五章結論與未來展望 31

參考文獻 34

參考文獻

姜善鑫、盧光輝、武克茂，1995，台灣西部地區都市熱島效應之研究，國立台灣大學理學院地理學系地理學報。

李魁鵬，1999，台灣四大都會區都市熱島之研究，國立成功大學建築研究所博士論文。

陳冠廷，2000，台灣中小型都市熱島效應之觀測解析，國立成功大學建築所碩士論文。

張子瑩、劉說安，2005，利用Landsat 資訊反演大氣溫度以評估熱島之強度，航測及遙測學刊，第10 期，第4 卷，pp385-392。

呂毓倫，2008，應用遙測衛星地表溫度資料探討都市熱島現象與社經空間發展之關係，國立成功大學都市計畫學系研究所碩士論文。

蕭正凱，2009，區域降雨時空分布變遷特性，國立中央大學土木工程學系碩士論文。

顏亦堅，2010，都會效應對台北夏季午後降水的影響，中國文化大學地學研究所大氣科學組碩士論文。

Baik, J. J., Kim, Y. H., & Chun, H. Y. (2001). Dry and moist convection forced by an urban heat island.Journal of applied meteorology, 40(8), 1462-1475.

Bornstein, R., LeRoy, M., (1990). Urban barrier effects on convective and frontal thunderstorms. Preprint volume, Fourth AMS Conference on Mesoscale Processes, Boulder, CO, 25, 29.

Bornstein, R., & Lin, Q. (2000). Urban heat islands and summertime convective thunderstorms in Atlanta: three case studies. Atmospheric Environment,34(3), 507-516.

Chander, G., & Markham, B. (2003). Revised Landsat-5 TM radiometric calibration procedures and post calibration dynamic ranges. Geoscience and Remote Sensing, IEEE Transactions on,41(11), 2674-2677.

Cotton, W. R., & Pielke Sr, R. A. (2007).Human impacts on weather and climate. Cambridge University Press.

Djen, C. S. (1992). The urban climate of Shanghai. Atmospheric Environment. Part B. Urban Atmosphere,26(1), 9-15.

Dixon, P. G., & Mote, T. L. (2003). Patterns and causes of Atlanta′s urban heat island-initiated precipitation. Journal of Applied Meteorology,42(9), 1273-1284.

Horton, R. E., (1921) "Thunderstorm-breeding spots."Monthly Weather Review 49,193.

Howard, L., 1920. Climate of London Deduced from Meteorological Observation. Vol.1, Phillips, London.

Jauregui, E., & Romales, E. (1996). Urban effects on convective precipitation in Mexico City. Atmospheric Environment,30(20), 3383-3389.

Landsberg, H. E., 1981. The urban climate. Int, Geophys, Series 28,pp275.

Lin, C. Y., & Chen, C. S. (2002). A study of orographic effects on mountain-generated precipitation systems under weak synoptic forcing. Meteorology and Atmospheric Physics,81(1-2), 1-25.

Sawaya, K. E., Olmanson, L. G., Heinert, N. J., Brezonik, P. L., & Bauer, M. E. (2003). Extending satellite remote sensing to local scales: land and water resource monitoring using high-resolution imagery.Remote Sensing of Environment,88(1), 144-156.

Shepherd, J. M. (2005). A review of current investigations of urban-induced rainfall and recommendations for the future.Earth Interactions,9(12), 1-27.

Lin, C. Y., Chen, W. C., Liu, S. C., Liou, Y. A., Liu, G. R., & Lin, T. H. (2008). Numerical study of the impact of urbanization on the precipitation over Taiwan.Atmospheric Environment,42(13), 2934-2947.

Wu, C., & Murray, A. T. (2003). Estimating impervious surface distribution by spectral mixture analysis.Remote sensing of Environment,84(4), 493-505.

Rozoff, C. M., Cotton, W. R., & Adegoke, J. O. (2003). Simulation of St. Louis, Missouri, land use impacts on thunderstorms.Journal of Applied Meteorology,42(6), 716-738.

Stathopoulou, M., & Cartalis, C. (2007). Daytime urban heat islands from Landsat ETM+ and Corine land cover data: An application to major cities in Greece.Solar Energy,81(3), 358-368.

Schueler, T. R., (1994). The importance of imperviousness. Watershed Prot. Tech, Vol.1, pp1-11.

Xian, G., & Crane, M. (2006). An analysis of urban thermal characteristics and associated land cover in Tampa Bay and Las Vegas using Landsat satellite data.Remote Sensing of environment,104(2), 147-156.

Yeh, H. C., & Chen, Y. L. (1998). Characteristics of rainfall distributions over Taiwan during the Taiwan Area Mesoscale Experiment (TAMEX).Journal of Applied Meteorology,37(11), 1457-1469.

指導教授

林唐煌(Tang-Huang Lin)

審核日期

2015-8-27

推文