1997與1998年梅雨季台灣西南沿海降水特性之研究; Characteristics of Precipitation in South-Western Coastal Region of Taiwan During Mei-Yu season of 1997 and 1998

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Title:	1997與1998年梅雨季台灣西南沿海降水特性之研究;Characteristics of Precipitation in South-Western Coastal Region of Taiwan During Mei-Yu season of 1997 and 1998
Authors:	陳文雄;Wen-Shong Chen
Contributors:	大氣物理研究所
Keywords:	1997 1998年梅雨季;台灣西南沿海
Date:	2001-07-02
Issue Date:	2009-09-22 09:41:01 (UTC+8)
Publisher:	國立中央大學圖書館
Abstract:	摘要台灣為一海島，地處亞洲大陸與太平洋交接之低緯地帶，氣候類型為亞熱帶海島型氣候，氣候特徵為高溫以及多雨，而且這兩者隨季節變化非常明顯。同時台灣地形複雜，中央山脈由南向北橫亙於島中央，高度500公尺以上地區佔全島面積的2/3，也由於南北走向的山脈地形和盛行季風相交的結果，所以台灣地區極易受季節轉變的影響而有各種不同天氣型態。受春夏之交梅雨鋒面滯留在台灣地區的影響，為台灣帶來連續性降水，持續約1個月。本文特別著重於西南部沿海地區的降水特性研究，並且利用MM5進行個案模擬，尤其是由海上發展的降水系統在移入陸地後，為何會造成西南部沿海地區有大量降水原因的探討，是本文討論的重點。本文選擇了五個在梅雨季期間，對西南部沿海地區造成明顯降水的個案做觀測資料的分析，並且利用MM5對同時期的觀測結果進行模擬，做個案討論比較。五個個案時間分別為：( A ) 1997年3日08 LST到4日20 LST、( B ) 1997年4日08 LST到5日20 LST、( C ) 1998年3日08 LST到4日20 LST、( D ) 1998年4日08 LST到5日20 LST、( E ) 1997年7日08 LST到8日20 LST。希望能藉由好的模擬結果來探討梅雨季西南部沿海豪大雨的生成機制和熱動力上的發展情形。並進一步討論，由海上發展的降水系統在移入陸地後，造成西南部沿海地區有大量降水可能原因。在個案( A ) 中，模擬結果對於台灣西南外海到蒙古高原的西北-東南剖面之次環流結構和觀測結果相近，使得在台灣西南外海的上升對流區，一直有雲系不斷生成，之後受盛行風影響而移入台灣西南沿海，產生持續降水。另外觀測結果顯示鋒面位置在台灣北部，所以受到鋒面雲系移入陸地的影響，在北部地區有明顯降水產生，最大降水區則出現在南部沿海，這主要是由於高雄外海新生雲系移入陸地後，加上沿岸陸風和盛行西南風幅合而增強降水。在模擬結果中發現，鋒面位置也在台灣北部移動，但是因為沒有鋒面雲系的產生，所以北部地區無明顯降水。在南部沿海雖然也有外海新生雲系的發展並且東移進入岸邊，但是因為模擬結果的近地層風為西南風，缺少了沿岸陸風和盛行西南風幅合，所以在降水後因為無法維持強度而消散。24小時累積降水值只達到觀測結果的1/7。在個案( B ) 中，模擬結果對於台灣西南外海到蒙古高原的西北-東南剖面之次環流結構和觀測結果相近，使得在台灣西南外海的上升對流區，一直有雲系不斷生成，之後受盛行風影響而移入台灣西南沿海，產生持續降水。觀測結果顯示鋒面位置停留在台灣北部，西部沿海均有明顯降水情形，最大降水則發生在南部沿海，這主要是由於台灣海峽上發展東移的雲系結合高雄外海新生雲系移入南部沿海所造成。模擬結果則指出鋒面位置維持在台灣北部，南部沿海的降水模擬結果和觀測結果相近，降水峰值出現的時間和強度也有不錯的表現，由垂直剖面圖上可見雲系由外海移入陸地後，在沿海地區強度增強，雖然近地層風場沒有出現沿岸陸風，但是外海雨區降水後所產生的西北風在西南沿海和盛行西南風幅合的結果，同樣造成在南部沿海地區出現明顯而持續的降水分布。在個案( C ) 中，模擬之次環流結構較觀測結果之強度弱，而且對流系統發展的位置也不相同。所以說綜觀氣象場的無法掌握，雖然觀測結果與模擬結果均顯示鋒面位置在台灣中南部、南部間移動。但是鋒面的位置卻無法有好的模擬。觀測結果顯示鋒面位置在台灣南部、中南部間移動，西部沿海均有明顯降水產生，最大累積降水發生在雲嘉沿海，主要是由於巴士海峽上新生雲系結合雲嘉外海發展的雲系東移進入岸邊所造成。南部沿海的降水則是鋒面雲系源源不絕進入南部地區所致。但是在模擬結果的比較上卻得不到令人滿意的結果，這是因為模擬之次環流結構與對流系統發展的位置無法掌握，所以自然在鋒面與地面降水的模擬上和結果有很大出入。中南部沿海的降水方面，由於沒有掌握到巴士海峽上新生雲系的發展，雖然在雲嘉外海的雲系有模擬到，但是持續時間不長而且降水強度不夠，所以沒能產生明顯降水。南部沿海的模擬結果顯示，雖然也有從高雄外海移入的雲系在岸邊產生降水，但是模擬結果的鋒面位置在高雄北側 ( 觀測鋒面位置在高雄南側 ) ，所以缺乏鋒面的抬升或是沿岸陸風及盛行西南風的幅合，於是沒有產生像觀測結果般明顯的降水。在個案( D ) 中，模擬結果對於台灣西南外海到蒙古高原的西北-東南剖面之次環流結構和觀測結果相近，使得在台灣西南外海的上升對流區，一直有雲系不斷生成，之後受盛行風影響而移入台灣西南沿海，產生持續降水。另外觀測結果顯示鋒面位置在台灣中南部、南部間移動。西部沿海皆有明顯降水，南部沿海降水主要是鋒面雲系不斷自海上移入以及沿岸陸風和盛行西南風的幅合而有持續性的降水發生。在模擬結果中發現，鋒面的位置大略在觀測鋒面位置的北邊，所以中部地區受到鋒面雲系不斷移入的影響而產生比觀測結果還大的累積降水。南部沿海的降水方面，由垂直剖面圖得知雲系不斷的由在巴士海峽發展然後東移進入南部沿海的雲系影響，由於在本個案中有模擬到沿岸的陸風，所以移入陸地降水後的雲系，受沿岸陸風和盛行西南風的幅合而持續增強，加上降水後產生的明顯下衝氣流以及西南斜坡上降水後也產生的東風，和盛行西南風在岸邊幅合，使得新的對流系統又在岸邊新生，所以也產生和觀測結果相近的持續性降水和累積雨量。由24小時南部沿海降水時序圖比較得知，模擬結果和觀測結果相近，降水峰值出現的時間和強度也有不錯的表現。在個案( E ) 中，模擬結果對於台灣西南外海到蒙古高原的西北-東南剖面之次環流結構和觀測結果相近，使得在台灣西南外海的上升對流區，一直有雲系不斷生成，之後受盛行風影響而移入台灣西南沿海，產生持續降水。另外觀測結果顯示鋒面位置由台灣南部往北部移動，主要降水發生在中部以南地區，最大降水發生在南部山區，南部沿海降水主要受鋒面雲系移入南部沿海，加上沿岸陸風和盛行西南風的幅合所貢獻。由模擬結果得知，鋒面位置同樣由台灣南部往北部移動。南部沿海的降水主要來自於高雄外海的新生雲系，由於在模擬結，由於在模擬結果缺乏沿岸陸風和盛行西南風的幅合作用，以及距鋒面太遠受鋒面抬升影響相對減少，所以雲系登陸降水後就快速消散。由以上模擬結果以及觀測結果發現在1997、1998年梅雨季時，西南部沿海的降水主要是來自於鋒面雲系的駐留以及台灣海峽上和西南部外海新生雲系移入陸地所造成，另外雲系移入後降水強度與時間的維持來自於沿岸陸風和盛行西南風的幅合，而且降水後產生的下衝氣流和盛行西南風在岸邊幅合的結果會促成新的對流系統形成，於是便造成持續性的降水。在MM5中，對於中尺度對流系統有不錯的掌握，但是對於小尺度雲系的生成發展往往無法模擬，除了模式本身的特性之外，如果能用更細微的網格資料作初始場以進行模擬，相信會對這方面的缺失有所改進。
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