西行颱風伴隨西南氣流之環境場特徵分析

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：16

、訪客IP：3.145.42.128

姓名

楊宜庭(Yi-Ting Yang) 查詢紙本館藏

畢業系所

大氣物理研究所

論文名稱

西行颱風伴隨西南氣流之環境場特徵分析

相關論文

★ 應用SSM/I衛星資料於西太平洋颱風特性之分析	★ 應用衛星資料於熱帶氣旋之環境場分析
★ 衛星資料反演海氣參數及其在梅雨期海上中尺度對流系統生成發展之應用	★ 應用SSM/I衛星資料分析桃芝與納莉颱風之降雨及海氣參數的變化
★ 利用Spot 4衛星的Vegetation資料比較NDVI, ARVI, 及AFRI植被指數與氣溶膠厚度之關係	★ 應用衛星資料分析颱風降雨與颱風強度變化之關係
★ 應用SSM/I衛星資料於颱風中心定位及最大風速估算	★ 應用衛星資料分析海氣參數與颱風強度變化之關係
★ MODIS在生質燃燒監測之應用研究	★ 應用SSM/I衛星觀測資料估算颱風定量降水
★ AMSU衛星資料反演大氣溫濕剖面及其在颱風強度估算上之應用	★ 利用HHT之EMD方法分析SSM/I資料估算之客觀指數與颱風強度年際變化關係
★ 模式和SSM/I客觀潛力指數在中尺度對流系統預報上之應用	★ SSM/I衛星資料估算之客觀潛力指數與颱風強度變化之關係
★ 應用SSM/I衛星資料分析颱風形成之激發機制	★ 衛星資料估算颱風旋轉及強度變化在熱帶氣旋定量降雨預測之研究

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)

夏季時，西行台灣北部的颱風偶會受到西南氣流影響，將南海海域暖濕水氣帶至台灣西南方。由於台灣山脈高聳，水氣經地形抬升作用凝結成雨，導致西行颱風離開時於中南部地區造成嚴重豪雨災情。在颱風監測上，中央氣象局將颱風歸納 9 種主要行進路徑，其中 2 號路徑颱風最容易引入西南氣流，進而在台灣南部輻合水氣而產生豪大雨；另外 1 號路徑行進路線颱風雖然沒有登陸台灣，但與 2 號路徑相似，其外圍環流可能受南海地區季風作用，而有機會發展成西南氣流共伴現象。
本篇研究探討西行颱風與環境場相互作用的現象。主要利用 NCEP FNL 再分析資料和 GSMaP 資料分析 2000 至 2014 年間行進於 1 號與 2 號路徑共 13 個颱風個案。分析結果顯示：西南氣流共伴的西行颱風登陸台灣東海岸前，南海海域的風場大多是西風或西南風，且太平洋高壓較為西伸，於颱風東側呈東北─西南走向的等重力位高度線，西行颱風經過常會加強南海海域的西南風，若此時水氣較高，則隨西南氣流北上至台灣西南方輻合，此為颱風與南海季風交互作用形成降雨的機制。
本研究亦測試改良式颱風降雨潛勢預報模式 (I-TRaP) 對前述 13 個 1、2 號路徑颱風個案預報降雨分布的潛力，結果發現：在台灣西南部之降雨有低估的情形，此因I-TRaP只計算颱風在台灣區域累計的降雨量，並未考慮季風與環境場的加乘影響。所以在預報降雨潛勢時，需再考慮環境場及太平洋高壓的西伸情形，並將南海海域的風向、風速及水氣納入計算。

摘要(英)

Typhoons are one of the most disastrous weather systems and frequently bring strong winds and heavy rains to Taiwan in summers. And some typhoons, which tracks in Type-I and Type-II track categories, passed westward around northern Taiwan region often cause the southwesterly flow from South China Sea (SCS) into Taiwan. Then the water vapor through the terrain uplifting, causing heavy rains and severe disasters in central and southern Taiwan regions.
In this study, the aim is to investigate the southwesterly flow effect on typhoon rainfall patterns. Mainly the NCEP FNL Analysis data and GSMAP data are used to analyze Type-I and Type-II typhoon cases during 2000-2014. The result shows that the SCS monsoons modulate the relationship with typhoons and southwesterly flow. For instance, the active monsoons provide evidently favorable conditions for prolonging heavy rainfall while the typhoons passed. There are compact isobaric lines extending from the east of typhoon centers toward the southwest when the typhoons to the northward, and enhance the southwesterly flow in SCS. Under such environmental conditions, rich moisture is thus transported northeastward by the strong southwesterly flow, resulting in heavy rainfall in southern and central Taiwan.
The study also delineates the rainfall distributions with the Improved TRaP (I-TRaP) when Type-I and Type-II typhoons around Taiwan. By comparing with gauge rainfall, the patterns show that I-TRaP underestimates rainfall amounts in southern and central Taiwan. Therefore, the quantitative precipitation forecast (QPF) models must further consider that the westward extension of the Pacific high pressures, wind fields, and water vapors in South China Sea to obtain more accurate rainfall potential over Taiwan.

關鍵字(中)

★ 颱風
★ 西南氣流
★ 熱帶氣旋降雨潛勢
★ 南海海域

關鍵字(英)

★ Typhoon
★ Southwesterly Flow
★ Rainfall potential
★ South China Sea

論文目次

摘要 I
Abstract II
目錄 IV
表目錄 VI
圖目錄 VII
第一章緒論 1
1.1前言 1
1.2文獻回顧 2
1.3研究動機與目的 5
第二章資料蒐集與處理 7
2.1 SSM/I與SSMIS微波資料 7
2.2 NCEP Final Analyses再分析資料 9
2.3 全球衛星降雨資料 (GSMaP) 9
2.4 地球同步衛星紅外線資料 10
2.5 中央氣象局自動測站雨量資料 11
2.6 JTWC最佳路徑資料 13
第三章研究方法 14
3.1 西南氣流個案篩選方法 14
3.2 環境參數處理 14
3.2.1 SSM/I與SSMIS水氣含量反演式 15
3.2.2 風輻散場 15
3.2.3重力位高度 16
3.2.4相對濕度 16
3.2.5 地表可用位能 17
3.2.6 850 hPa 水氣通量 17
3.2.7 可降水量 18
3.2.8 西南氣流差異分析 18
3.3 西南部豪大雨個案篩選方法 19
3.4 I-TRaP的理論基礎 19
3.4.1 降雨反演式 19
3.4.2熱帶氣旋降雨潛勢(Tropical Rainfall Potential，TRaP) 21
3.4.3 I-TRaP (Improve Tropical Rainfall Potential) 21
第四章分析結果與討論 24
4.1 西南氣流分類結果 24
4.2 環境特徵差異分析 24
4.2.1氣流線與風場輻散的差異 24
4.2.2重力位高度場的差異 26
4.2.3相對濕度場的差異 27
4.2.4對流可用位能場的差異 28
4.2.5整體比較結果 29
4.3 西南部豪大雨個案篩選結果 29
4.4 比較西南氣流伴隨豪雨之差異 31
4.5 特殊案例分析 32
4.6 I-TRaP對西南氣流颱風個案降雨驗證結果 35
第五章結論與未來展望 37
參考文獻 39
參考網站 44
附表 45
附圖 52

參考文獻

邱清安、林博雄、謝旻耕，2005︰台灣地區氣象測站之詮釋資料與日氣溫、日降水之資料檢定。氣象學報，第 45 卷第 3 期，33-45。
陳嬿如，2007：衛星資料估算颱風旋轉及強度變化在熱帶氣旋定量降雨預測之研究。國立中央大學大氣物理研究所碩士論文，中壢市。
林東逸，2008：衛星資料估算颱風旋轉與登陸強度衰減在熱帶氣旋降雨潛勢計算之應用。國立中央大學大氣物理研究所碩士論文，中壢市。
簡芳菁、楊筑方，2009：北行颱風伴隨西南氣流之研究。大氣科學，37，27-48。
許晃雄、郭鴻基、周仲島、陳台琦、林博雄、葉天降、吳俊傑，2010：行政院莫拉克颱風科學報告。行政院國家科學委員會，218 頁。
陳冠儒，2010：考量地形與環境風場輻合效應改進TRaP 估算侵台颱風降雨預報之研究。國立中央大學大氣物理研究所碩士論文，中壢市。
連偉宏，2011：衛星資料在臺灣地區西南氣流降雨估算之應用。國立中央大學大氣物理研究所碩士論文，中壢市。
鄭承衡，2012：旋轉雨強度變化效應於估算熱帶氣旋登陸後之降雨潛勢。國立中央大學大氣物理研究所碩士論文，中壢市。
柯雅馨，2013：整合不同預報路徑在I-TRaP 颱風降雨潛勢預報之研究。國立中央大學大氣物理研究所碩士論文，中壢市。
張怡鈴，2013：應用GSMaP 全球降雨資料及颱風強度變化改善颱風降雨潛勢預報之研究。國立中央大學大氣物理研究所碩士論文，中壢市。
Bommarito, J. J. 1993:DMSP Special Sensor Microwave Imager Sounder (SSMIS).Proc.SPIE. 1935, 230–238
Chang, C. P., T. C. Yeh, and J. M. Chen, 1993: Effects of terrain on the surfacestructure of typhoons over Taiwan. Monthly Weather Review, 121,734–752.
Chen, C.-S., and Y.-L. Chen, 2003: The rainfall characteristics of Taiwan. Mon. Wea.Rev., 131, 1323–1341.
Chen, J.-M., and H.-S. Chen, 2011: Interdecadal variability of summer rainfall in Taiwan associated with tropical cyclones and monsoon. J. Climate, 24, 5786–5798.
——,and C.-F. Shih, 2012: Association between northward-moving tropical cyclones and southwesterly flows modulated by intraseasonal oscillation. J. Climate, 25, 5072–5087.
——, P.-H. Tan, and C. F. Shih, 2013: Heavy rainfall induced by tropical cyclones across northern Taiwan and associated intraseasonal oscillation modulation. J. Climate, 26, 7992–8007.
Cheung, K. K. W., Huang, L.-R., and Lee, C.-S., 2008: Characteristics of rainfall during tropical cyclone periods in Taiwan, Nat. Hazards Earth Syst. Sci., 8, 1463–1474.
Chien, F. -C., Y. -C., Liu, and C. -S., Lee, 2008: Heavy rainfall and southwesterly flow after the leaving of Typhoon Mindulle (2004) from Taiwan. Journal of the Meteorological Society of Japan, 86, 17–41.
Chiu, L.-S., G. R. North, D. A. Short, and A. McConnell, 1990: Rain estimation from satellites: effect of finite field of view. J. Geophys. Res., 95, 2177–2185.
Ding, Y., and Y. Liu, 2001: Onset and the evolution of the summer moon over the South China Sea during SCSMEX field experiment in 1998. J.Meteor. Soc. Japan, 79, 255–276.
Ding, Y. H., 1994: Monsoon over China, Kluwer Academic Publishers, Dordrecht/Boston/London,pp 419.
Ferraro, R. R., 1997: Special sensor microwave image derived global rainfall estimates for climatological applications. J. Geophys. Res., 102, 16715–16735.
Hilburn, K. A. and F. J. Wentz,2008: Motogating the impact of RADCAL beacon contamination on F15 SSM/I ocean retrievals. Geophys. Res. Lett., 35.L18806.
Kidder, S. Q., J. A. Knaff, S. J. Kusselson, M. Turk, R. R. Ferraro , and R. J. Kuligowski, 2005: The tropical rainfall potential (TRaP) technique. Part I:Description and examples. Wea. Forecasting, 20, 456–464.
Knaff, J. A., C. R. Sampson, and M. DeMaria, 2005: An operational Statistical Typhoon Intensity Prediction Scheme for the western North Pacific. Wea.Forecasting, 20, 688–699.
Lee, C. -S., L.-Y. Lin, K.K.-W. Cheung, Y.-M.Chen, and H.-C. Kuo, 2005ΚA Study on the Heavy Rainfall Event in Taiwan Associated with Typhoon Mindulle (2004) and the Accompanied Southwesterly Flow, 天氣分析預報研討會論文彙編, 94,222–227.
Liu, G. R., C. C. Chao, and C. Y. Ho, 2008: Applying satellite-estimated storm rotation speed to improve typhoon rainfall potential technique. Wea. Forecasting,23, 259-269.
Liu, G.-R., T.-H. Kuo, W.-J. Chen, and T.-H. Lin, 2011, Chapter 5. Prediction of Tropical Cyclone Rainfall Potential in Taiwan Mountainous Areas, RAINFALL FORECASTING, Editors: Tommy Wong, Hydrological Science and Engineering Series, Nova Science Publishers, ISBN: 978–1–61942–134–9.
Okamoto K., T. Iguchi, N. Takahashi, K. Iwanami and T. Ushio, 2005: The Global Satellite Mapping of Precipitation (GSMaP) project, 25th IGARSS Proceedings, 3414–3416.
Petty, G. W., 1994a: Physical retrieval of over-ocean rain rate from multichannel microwave imagery. Part I: Theoretical characteristics of normalized polarization and scattering indices. Meteor. Atmos. Phys., 54, 79–100.
——, 1994b: Physical retrieval of over-ocean rain rate from multichannel microwave imagery. Part II: Algorithm implementation. Meteor. Atmos. Phys., 54, 101–121
Wang, S.-Y., and T.-C., Chen, 2008: Measuring East Asian Summer Monsoon Rainfall Contributions by Different Weather Systems over Taiwan. J. Appl. Meteor. Climatol., 47, 2068–2080.
Yan, B. and Wang, 2009: Assessment of F16 special sensor microwave imager and sounder antenna temperature at lower atmospheric sounding cahaanels. Advancesin Meteorology.
Ying, H. and L.,Jin, 2013: A prediction scheme with genetic neural network and Isomap algorithm for tropical cyclone intensity change over western North Pacific. Meteorology and Atmospheric Physics., 121, 143–152.
Yu, C. -K., and L. -W., Cheng, 2014: Dual-Doppler-Derived Profiles of the Southwesterly Flow Associated with Southwest and Ordinary Typhoons off the Southwestern Coast of Taiwan. J. Atmos. Sci.,71, 3202–3222.
Zhou, Y., W. K. M. Lau, and C. Liu, 2013: Rain characteristics and large-scale environments of precipitation objects with extreme rain volumes from TRMM observations. J. Geophys. Res. Atoms., 118, 9673–9689.

指導教授

劉振榮(Gin-Rong Liu)

審核日期

2015-8-21

推文