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研究生:葉嘉靜
研究生(外文):Chia-Ching Yeh
論文名稱:宜蘭地區秋冬季豪大雨特性之研究
論文名稱(外文):
指導教授:林沛練林沛練引用關係
指導教授(外文):Pay-Liam Lin
學位類別:碩士
校院名稱:國立中央大學
系所名稱:大氣物理研究所
學門:自然科學學門
學類:大氣科學學類
論文出版年:2003
畢業學年度:91
語文別:中文
論文頁數:124
中文關鍵詞:豪大雨宜蘭秋冬季
外文關鍵詞:
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摘 要
台灣位於東亞季風區,冬季盛行東北風,夏季盛行西南風,且其地勢陡峭,因此在地形效應和盛行風場的交互作用下,往往在地形的迎風面產生降水。宜蘭地區就位在東北季風的迎風區,因此在秋冬季總是特別多雨。然而進一步的分析,發現即使在無劇烈天氣系統(例如颱風)的影響下,宜蘭地區仍然有超過100(mm/day)的豪大雨發生。嚴重的影響了當地民生經濟及交通的發展。
為探討豪雨發生當時的綜觀尺度特性,本研究利用1996~2000年秋冬季的雨量資料,扣除颱風及鋒面過境的影響後,選取出24個宜蘭地區發生豪大雨的個案,並依據綜觀天氣型態分為:台灣位於鋒前(BF)、鋒後(AF)以及無鋒面(NF)存在等三個類型。經由統計分析後發現,發生豪大雨個案以AF及NF天氣類型所佔比例較高。從三個類型的水氣通量以及風場的分布發現,台灣附近均出現輻合的現象,顯示大尺度環境場均對降雨的發生提供了有利的條件。在水氣混合比的分布上發現,BF天氣類型所含的水氣最多,因此其降雨量亦較其他兩種天氣類型大。
此外,為更進一步探討在不同天氣類型的降雨個案,宜蘭地區流場的分布特性與對流發生間的關聯,本研究利用中尺度數值模式(MM5),挑選出1996年10月9-10日、1998年12月10-13日及1996年11月25日三個分別代表BF、AF及NF降雨個案以進行模擬分析。結果顯示,BF個案的盛行風場為東北風,其夫如數約為0.2,氣流宜蘭西面的地形迎風坡發生分流,西支和東支分流分別在宜蘭地區西方及東南方斜坡上與東北向的盛行風場會合造成輻合抬升而導致降雨。AF個案的盛行風場亦為東北風,但其夫如數約為0.4,因此氣流較BF個案容易過山運動,也因此氣流在宜蘭西部地形迎風面產生分流後,東支分流與東北向的環境風場會合而發生輻合的區域會在流場的較下游處,且氣流的運動情形會隨著熱力作用的增強而由繞流轉為過山運動。而NF個案的盛行風場仍為東北風,其夫如數約為0.3,當氣流流經宜蘭地區時,亦在西部的地形迎風坡產生分流,並在宜蘭的東南方山坡上與東北向的盛行風場會合而造成氣流輻合抬升,進而引發降水,且氣流的運動情形亦受熱力作用影響。雖然三個個案的流場在宜蘭地區繞流的情況不盡相同,但最終都在宜蘭地區的東南面與東北向的環境風場會合造成輻合而導致豪大雨的發生。顯示蘭陽平原特殊的三角狀地形分布,是造成宜蘭地區東南方秋冬季豪大雨發生的主要原因。在討論潛熱釋放與地表通量對降雨影響的模擬實驗中發現,三個天氣類型無論是忽略潛熱釋放之計算或不考慮地表通量下,其降水值均有明顯的減少,且潛熱釋放在BF天氣型態中,對降雨的影響較大,而地表通量則是在AF天氣形態下有較大的影響。
目 錄
摘要…………………………………………………………………Ⅰ
致謝…………………………………………………………………Ⅲ
目錄…………………………………………………………………Ⅳ
圖表目錄……………………………………………………………Ⅵ
一、緒論……………………………………………………………..1
1.1前言…………………………………………………………1
1.2研究回顧……………………………………………………2
1.3研究動機……………………………………………………5
二、資料來源與處理………………………………………………..7
2.1資料來源……………………………………………………7
2.2資料處理……………………………………………………7
三、豪大雨個案之觀測分析…………………………….…………11
3.1台灣位於鋒前(BF)……………………………………..11
3.1.1綜觀天氣型態………………………………………..11
3.1.2水氣通量分析………………………………………..12
3.1.3降雨特徵……………………………………………..12
3.1.4穩定度分析…………………………………………..13
3.2台灣位於鋒後(AF)……………………………………..13
3.2.1綜觀天氣型態………………………………………...13
3.2.2水氣通量分析…………………………………………14
3.2.3降雨特徵………………………………………………14
3.2.4穩定度分析……………………………………………15
3.3台灣無鋒面存在(NF)…………………………………….16
3.3.1綜觀天氣型態………………………………………….16
3.3.2水氣通量分析………………………………………….16
3.3.3降雨特徵……………………………………..………..17
3.3.4穩定度分析…………………………………..………..17
3.4小結…………………………………………………….……18
四、數值模式………………………….….………………………..20
4.1模式簡介………………………..…………………………20
4.2模擬實驗設計…………………..…………………………22
五、個案分析與模擬……………………..………………………..24
5.1台灣位於鋒前個案(BF)…….…………………………24
5.1.1綜觀天氣分析…………….………………………...24
5.1.2降雨特性分析………………………………………26
5.1.3探空資料分析……………………………………….26
5.1.4控制組模擬結果之分析…………………………….27
5.1.5熱力效應之影響…………….………………………29
5.2台灣位於鋒後個案(AF)………….……………………30
5.2.1綜觀天氣分析………………………………………30
5.2.2降雨特性分析………………………………………31
5.2.3探空資料分析……………………………………….32
5.2.4控制組模擬結果之分析…………………………….32
5.2.5熱力效應之影響…………………………………….34
5.3台灣無鋒面影響個案(NF)….…………………………35
5.3.1綜觀天氣分析……………………………………….35
5.3.2降雨特性分析………………………………………36
5.3.3探空資料分析………………………………………36
5.3.4控制組模擬結果之分析……………………………37
5.3.5熱力效應之影響……………………………………38
5.4小結………………………………………………………39
六、結論與展望…………………………………………………..41
參考文獻…………………………………………………………..44
附表………………………………………………………………..47
附圖………………………………………………………………..51
參考文獻
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