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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:張永政
研究生(外文):Yung-Cheng Chang
論文名稱:中尺度波譜模式對梅雨期豪雨個案模擬之研究
指導教授:張隆男張隆男引用關係林沛練林沛練引用關係
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
論文種類:學術論文
論文出版年:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
論文頁數:132
中文關鍵詞:中尺度波譜模式 梅雨
外文關鍵詞:Mesoscale Spectral ModelMei-yu
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摘要
梅雨是台灣地區除颱風外主要的降水現象,劇烈的降水時常導致災害發生,適時的預報豪雨發生的時間和地點是減輕災害最主要的關鍵。由於台灣地形崎嶇複雜,降水系統的發生與演化顯得複雜多變,增加了預報豪雨發生的時間和地點的困難度。中尺度波譜模式是新一代非靜力的中尺度數值模式,採用波譜法計算,並且透過特殊的側邊界處理,不但能夠掌握較佳的大尺度訊息,也能處理中小尺度之對流。為了增進鋒面系統造成台灣地區降水的了解及測試中尺度波譜模式預報梅雨鋒面降水時空分布的能力,本篇論文針對1998年6月7日到6月8日,滯留鋒面系統自巴士海峽北退影響台灣,造成台灣地區劇烈降水發生的事件,透過觀測資料分析及數值模擬研究,討論局部地區降水的特徵及引發降水的可能機制
觀測資料顯示:台灣地區降水主要由來自南海北方海面向台灣移動的中尺度對流系統造成。研究中發現,個案中的中尺度低壓為梅雨鋒面上產生的次鋒面氣旋,為一個淺低壓系統。鋒面南方為高相當位溫的對流不穩定區域,對流發展的高度較高,並且在850hPa有西南風噴流,帶來南方暖濕的空氣於地形迎風面上造成強烈降水。隨著鋒面系統北退,氣旋往東北移動,對流可用位能較大的區域也延伸到台灣本方,更有利於對流降水的發生。模式模擬結果顯示,區域波譜模式雖能夠掌握大尺度的訊息但對於降水模擬普遍有高估的現象,而中尺度波譜模式能夠掌握較佳的降水強度及分布特徵。
敏感度測試的結果顯示: 增加海溫反映在大氣上會同時增加氣溫以及溼度,並且造成鋒面上的低壓移動較慢,但強度較強。關閉輻射效應產生較強的離岸風,因而影響了低壓周圍的風場,形成了一個影響低壓移動的阻力,使得低壓移動較慢。台灣地形的作用對對鋒面上氣旋的移動有明顯的影響,使用接近真實地形高度時,氣旋沿著西北海岸繞行;地形高度減半時,氣旋穿過台灣北部;台灣地形高度去除後,氣旋直接穿越台灣中部。此外,台灣地形也攔阻了大部分的氣流,使降水多發生在迎風面上,隨著台灣地形高度之降低,台灣陸地上的降水量也相對地減少。


目錄
摘要…………………………………………………………….…………….…...i
目錄…………………………………………………………….………………...ii
圖表說明……………………………………………………….…………………iii
第一章緒論
第二章資料來源及模式介紹
$2.1、資料來源………………………………………………….………………..5
$2.2、模式介紹………………………………………………….………………..5
$2.3、模擬實驗設計…………………………………………….………………..10
第三章綜觀天氣概述
$3.1、地面天氣概述……………………………….………………………………11
$3.2、高空天氣概述……………………………….………………………………11
$3.3、衛星雲圖分析……………………………….………………………………12
$3.4、累積降水分析……………………………….………………………………13
$3.5、新聞報導…………………………………………………………………….13
第四章模擬結果分析
$4.1、模擬結果分析與討論……………………….………………………………14
$4.2、探空測站分析……………………………………………………………….22
$4.3、中尺度低壓特徵…………………………………………………………….22
$4.4、小結………………………………………………………………………….23
第五章敏感度實驗
$5.1、模式敏感度實驗
$5.1.1、流體靜力試驗………………………..……………………………….25
$5.1.2、巢狀內插試驗………………………..……………………………….26
$5.2、降水機制敏感度實驗
$5.2.1、海溫敏感度實驗………………….….……………………………….28
$5.2.2、輻射敏感度實驗……………………….………………………………31
$5.2.3、地形敏感度實驗…………………….….…………….………………32
第六章、結論………………………………………………………………………..35
參考文獻……………………………………………….…………………………..37
圖表………………………………………………….………………………………39


參考文獻于宜強, 1996: RSM對東亞地區梅雨天氣系統之測試研究。 國立中央大學碩士論文, 1-120。伍柏林, 2000: 區域波譜模式在南海季風實驗期間的區域氣候模擬研究。 國立中央大學碩士論文,1-108。林麗芬,2000:SCSMEX期間梅雨鋒面北退與低層噴流加強之個案分析。國立台灣大學大氣科學研究所碩士論文,1-97。蔡晉東, 2001:巢狀波譜模式在東亞地區天氣預報上的應用。國防大學碩士論文,1-115。Arakawa, A., W. H. Shubert, 1974: Interaction of a cumulus ensemble with the large-scale environment, Part I. J. Atmos. Sci., 31, 374,704.Asselin,R.A., 1972:Frequency filter for time integration. Mon. Wea. Rev. ,100 ,487-490.Chen, G. T. J. and S. S. Chi, 1980: On the frequency and speed of Mei-Yu front over southern China and the adjacent areas. Papers Meteor. Res., 3.1&2,31-42____, and C. —P. Chang, 1980: The structure and vorticity budget of an early summer monsoon trough ( Mei-Yu ) over southeastern China and Japan. Mon. Wea. Rev., 108, 924-953.Hong, S.-Y., H.-M. H Juang and Q. Zhao, 1998: Implementation of prognostic cloud scheme for a regional spectral model. Mon. Wea. Rev., 126, 2599-2620.____, 2000: Physical process in atmospheric model─NCEP MRF/RSM physics status as of August 2000,1-72Juang, H. -M. H.,1992: A Spectral Fully Compressible Nonhydrostatic Mesoscale Model in Hydrostatic Sigma Coordinates: Formulation and Preliminary Results, Meteor. Atmos. Phys.,50,75-88.____, and M. Kanamitsu, 1994: The NMC Nested Regional Spectral Model. Mon. Wea. Rev., 122, 3-26.____, and M. Kanamitsu, 1997: The NMC Nested Regional Spectral Model. An update. Bull. Amer. Meteor. Soc.,78,2125-2143.____, 2000: The Nonhydrostatic NCEP Mesoscale Spectral Model: A Revised Version of the Regional Spectral Model, Mon. Wea. Rev.,128, 2329-2362.____, and Song-You Hong, 2001: Sensitivity of the NCEP Regional Spectral Model to Domain Size and Nesting Strategy. Monthly Weather Rev, 129,2904-2922Mahrer, Y., and R. A. Pielke, 1985. On the Effects of Islands Geometry and Size on Inducing Sea Breeze Circulation. Mon. Wea. Rev., 111, 170-174Martin, C. L., and R. A. Pielke, 1983: The Adequacy of the Hydrostatic Assumption in Sea Breeze Modeling over Flat Terrain. J. Atmos. Sci., 40, 1472-1481.
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