臺灣博碩士論文加值系統

本研究採用中央大學中尺度數值模式(Central University Mesoscale Model，CUMM)，探討台灣地形對北向侵台颱風的影響。
模擬結果顯示，渦旋初始位置若靠近台灣南方海面的東(西)方，其渦旋移動路徑會偏向台灣本島的東(西)側；無論渦旋在台灣東側或西側北上，最終都會在台灣西北側形成副渦旋。五個實驗中渦旋的最低氣壓值是在登陸台灣本島積分20小時前產生；由於主渦旋接近台灣地形時，渦旋結構受地形影響，其強度因此而減弱，若主渦旋登陸台灣後消散，主渦旋的角色就會被副渦旋所取代。模擬結果也顯示，在模式中大陸地形或積雲參數化加入與否都會影響渦旋的移動路徑。雖然渦旋行走路徑不同，但是在台的降水分佈差異不大，降水多集中在山區、台灣北部以及南部。實驗個案所模擬的在台降水分佈與魏等(1971)所做的北上颱風在台降水分佈之統計結果相似。
模式中加入大陸地形與否對渦旋的發展強度沒有明顯之影響；積雲參數化在模擬颱風過程中扮演著催化的角色，使渦旋強度發展異常的強，以及使得台灣本島的降水量增加。另外，在台灣北部山麓前產生異常強的次網格降水。
動量收支分析結果顯示，誘導渦旋移動路徑方向的主要作力為擾動氣壓梯度作用力。渦度收支分析結果顯示，在海面上影響渦旋的主要作用項為平流作用項；靠近陸地時影響渦旋的主要作用項為水平擴散項；而不論海上或陸上，影響渦旋強度的平流作用項皆是不可忽略的。位渦收支的分析結果顯示，對渦旋發展及引導移動方向主要影響的位渦變化分量為水平作用項，加入了積雲參數化個案渦旋的發展顯示主要是受非絕熱作用項影響。

摘要........................................................................................................I
致謝........................................................................................................II
目錄........................................................................................................III
圖表說明................................................................................................IV
第一章 緒論......................................................................................... 1
1.1 前言................................................................................................ 1
1.2 文獻回顧......................................................................................... 2
第二章 觀測分析.................................................................................. 10
2.1 觀測概況......................................................................................... 10
2.1.1 綜觀天氣概況.......................................................................... 10
2.1.2 衛星雲圖分析.......................................................................... 12
2.1.3 台灣地區地面測站資料分析.................................................. 13
第三章 數值模式及方法...................................................................... 17
3.1 數值模式......................................................................................... 17
3.1.1 基本控制方程式...................................................................... 17
3.2 颱風環流初始化............................................................................. 20
第四章 模擬結果.................................................................................. 23
4.1 實驗設計......................................................................................... 23
4.2 環流、路徑與降水......................................................................... 24
4.3 相當位溫、渦度與位渦................................................................. 31
第五章 討論.......................................................................................... 39
5.1 動量收支、渦度收支與位渦收支................................................. 39
5.2 降雨................................................................................................. 49
第六章 結論與展望.............................................................................. 51
附錄....................................................................................................... 55
參考文獻............................................................................................... 58
附表....................................................................................................... 63
附圖....................................................................................................... 66

魏元恒、謝信良、林民生，1971： 颱風特性與台灣雨量之研究。氣象
學報，第17卷第3期，1-17。
王時鼎、趙友夔、沈秀蓉，1982：台灣颱風降雨之特性。中範圍
天氣系統研討會論文彙編，175-208。
蔡清彥、周根泉，1982： 颱風路徑與台灣地區之風速及雨量分佈。中
範圍天氣系統研討會論文彙編，209-220。
謝信良，1982： 台灣氣象災害。中央氣象局中範圍天氣系統研討會論
文彙編，529-535。
王時鼎、王忠山，1983：台灣區域有關颱風之中小尺度暴雨之初
步研究。大氣科學，第10期，99-112。
王時鼎、陳泰然、謝信良，1985： 颱風影響下台灣各地豪雨初
步研究。行政院國家科學委員會防災科技研究報告73-47號。
謝信良，1986： 台灣地區氣象災害之探討。大氣科學，第13期， 89-107。
曲克恭、陳正改，1988： 琳恩颱風豪雨研究。大氣科學，第16
期，253-261。
林雨我、徐晉淮，1988： 侵襲臺灣颱風之降雨分佈研究。氣象
學報，第34卷第3期，196-215。
李清勝、蔡德攸，1995：利用CAA都卜勒雷達資料分析四個侵
台颱風伴隨之雨帶特徵。大氣科學，第22期，209-235。
李三畏，1996：賀伯颱風山坡地崩坍類別探討。賀伯颱風與工程
環境研討會論文集，11-13。
喬森，1996： 侵台颱風的MM5數值研究。國立中央大學，大氣物理研究
所，碩士論文，共60頁。
許依萍，1998：台灣地形對颱風環流變化之影響。國立中央大學，大氣
物理研究所，碩士論文，共121頁。
黃清勇、許依萍，1998： 台灣地形對理想型颱風環流變化之影響。大氣
科學，26，281-324。
Arakawa, A., and W. H. Schubert, 1974 : Interaction of a cumulus cloud
ensehpale with the large scale environment. Part I. J. Atmos.Sci., 31, 674-
701.
Bender, M. A., R. E. Tuleya and Y. Kurihara, 1985 : A numerical study of the
effect of a mountain range on a landfall tropical cyclones. Mon. Wea. Rev.,
113, 567-582.
Bender, M. A., R. E. Tuleya and Y. Kurihara, 1987 : A numerical study of the
effect of Island terrain on tropical cyclones. Mon.Wea.Rev., 115, 130-155.
Betts, A., and M. J. Miller, 1986 : A new convective adjustment scheme.Part
II : Single column test using GATE wave, BOMEX,ATEX, and Arctic air-
mass data sets. Quart. J. Roy. Meteor. Soc., 112, 693-709.
Brand, S. and I. W. Blelloch, 1974 : Changes in the characteristics of
typhoons crossing the island of Taiwan. Mon. Wea. Rev., 102,708-713.
Brand, S., C. A. Buenafe and H. D. Hamilton, 1981 : Comparison of tropical
cyclone motion and environmental steering. Mon. Wea. Rev.,109, 908-909.
Businger, J. A., J. C.Wyngaard, Y. Izumi, and E. F. Bradley, 1971 :Flux-
profile relationships in the atmospheric surface layer. J. Atmos. Sci., 28,
181-189.
Chan, J. C. L., and W. M. Gray, 1982 : Tropical cyclone movement and
surrounding flow relationships. Mon. Wea. Rev., 110, 1354-1374.
Chang, S. W., 1982 : The orographic effects induced by an island Mountain
range on propagating tropical cyclone. Mon. Wea. Rev., 110, 1255-1270.
Charney, J. G., and A. Eliassen, 1964 : On the growth of the hurrican
depression. J. Atmos. Sci., 21, 68-74.
Dong, K., and C. J. Neumann, 1986 : The relationship between tropical
cyclone motion and envionment geostrophic flow. Mon. Wea. Rev., 114,
115-122.
Duynkerke, P. G., 1988 : Application of the E-εturbulence closure model to
the neutral and stable atmospheric boundary layer. J.Atmos. Sci., 45, 865-
880.
Frank, W. M., 1983 : The cumulus parameterization problem. Mon.Wea.Rev.,
111, 1859-1871.
Fritsch, J. M., and C. F. Chappell, 1980 : Numerical prediction of
convectively driven mesoscale pressure system. Part I : convective
parameterization. J. Atmos. Sci., 37, 1722-1733.
George, J. E., and W. M. Gray, 1976 : Tropical cyclone motion and
surrounding parameter relationships. J. Appl. Meteor., 15,1252-1264.
Gray, W. M., 1968 : Global view of the origin of the tropical disturbances and
stroms. Mon. Wea. Rev., 96, 669-700.
Gray, W. M. 1979 : Hurricanes : Their formation, structure and likely role in
the tropical circulation. Meteorology over the tropical oceans.Roy. Meteor.
Sci., 155-218.
Grell, G. A., 1993 : Prognostic evaulation of assumptions used by
cumulus parameterization. Mon. Wea. Rev., 121, 764-787.
Holland, G. J., 1983 : Tropical cyclone motion: environmental interaction plus
a beta effect. J. Atmos. Sci., 40, 328-342.
Huang, C. Y., and S. Raman, 1989 : Application of the E-εclosure model to
simulation of mesoscale topographic effects. Boundary Layer Meteorol.,
49, 169-195.
Huang, C. Y., 1993 : Study of Three Dimensional Anelastic Non-hydrostatic
Model (in Chinese). Research Report, National Science Council, R.O.C.,
Taipei, R.O.C.
Huang, C. Y., 1994 : Semi-Lagrangian Advection Schemes and EulerianWKL
algorithms. Mon. Wea. Rev., 122, 1647-1658.
Huang, C. Y. and Y. L. Lin, 1997 : The evolution of mesoscale vortex
impinging on symmetric topography. Proc. Natl. Sci.Counc., 21, 285-309.
Kain, J. S. and J. M. Fritsch, 1993 : Convective parameterization for
mesoscale models : The Kain-Fritsch scheme.The representation of
cumulus convection in numerical models. Meteor. Monogr.,No.46, Amer.
Meteor. Soc., 165-170.
Kessler, E., 1969 : On the distribution and continuity of water substance in
atmosphere circulations. Meteorol. Monoger., 32,1-84.
Kuo, H. L., 1965 : On formation and intensification of tropical cyclones
through latent heat release by cumulus convection.J. Atmos. Sci., 22, 40-
63
Kuo, H. L., 1974 : Further studies of the parameterization of the influence of
cumulus convection on large-scale flow. J. Atmos.Sci., 31, 1232-1242.
Kuo, Y. H., R. J. Reed and Y.-B. Liu, 1996 :The ERICA IOP 5 storm. Part III:
Mesoscale cyclogensis and precipitation parameterization. Mon. Wea.Rev.,
123, 2641-2662.
Lin, Y. L., J. Han, David W. Hamilton, and C. Y. Huang, 1999 : Orographic
influence on a drifting cyclone. J. Atmos. Sci., 56, 534-562.
Mellor, G. L. and T. Yamada, 1982 : Development of a turbulence closure
model for geophysical fluid problem. Rev. Geophys. Space Phys., 20, 851-
875.
Miller M. J. and A. J. Thorpe, 1981 : Radiation conditions for the lateral
boundaries of limited area numerical models. Quart. J. R. Met. Soc., 107,
615-628.
Ooyama, K. V., 1964 : A dynamical model for the study of tropical
development. Geophys. Int., 4, 187-198.
Orlanski, I., 1976 : A simple boundary condition for unbounded hyperbolic
flows. J. Comput. Phys., 21, 251-269.
Rodgers, E. B., J-J. Baik and H. F. Pierce, 1994 : The environmental influence
on tropical cyclone precipitation. J. Appl. Meteor.,33, 573-593.
Shimazu Y., 1996 : Wide slow-moving rainbands and narrow fast-moving
rainbands. J. Meteor. Soc. Japan., 75., 67-80.
Tabata, A., H. Sakakibara, M. Ishihara, K. Matsuura and Z. Yanagisawa,
1992 : A general view of the structure of Typhoon 8514 observed by dual-
Doppler radar. ─From outer rainbands to eyewall clouds.─ J. Meteor.
Soc. Japan, 70, 897-917.
Wang, W. and N. L. Seaman, 1996 : A comparison study of convective
parameterization schemes in a mesoscale model.Mon. Wea.Rev.,125,
252-278.
Willoughby, H. E., F. D. Marks, Jr. and R. J. Feinberg, 1984 : Stationary and
moving convective bands in hurricanes. J. Atmos. Sci.,41, 3189-3211.
Wu, C. C. and Y. Kurihara, 1996 : A numerical study of the feedback
mechanisms of hurricane-environment interaction on hurricane movement
from the potential vorticity perspective. J. Atmos. Sci., 53, 2264-2282.
Yeh, T. C. and R. L. Elsberry, 1993a : Interaction of typhoon with the Taiwan orography. Part I: Upstream track deflection. Mon. Wea. Rev., 121, 3193-3212.
Yeh, T. C. and R. L. Elsberry, 1993b : Interaction of typhoon with the Taiwan
orography. Part II: Continuous and discontinuous tracks across the island.
Mon. Wea. Rev., 121, 3213-3233.