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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:張偉裕
研究生(外文):Wei-Yu Chang
論文名稱:利用與滴譜儀分析雨滴粒徑分布:納莉颱風個案
指導教授:陳台琦
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:95
中文關鍵詞:雨滴粒徑分布
外文關鍵詞:raindrop size distribution
相關次數:
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摘要
雨滴粒徑分布(Raindrop Size Distribution)依降雨的情況有不同的特性,而且粒徑分布可決定雲中含水量(W),回波強度(Z),降雨率(R)等降雨積分參數,因此分析雨滴粒徑分布的特性十分重要。Marshall & Palmer(1948)針對層狀降水提出雨滴粒徑分布的型態為指數型態分布: ,但與實際觀測資料相比對皆有描述不佳的情形發生,Ulbrich(1981)提出另一個修正的雨滴粒徑分布型態:Gamma Distribution,其假設雨滴粒徑分布為 。利用雨滴譜儀(2d-video Distrometer)觀測雨滴粒徑分布,擬合(fitting)到Gamma Distribution近似分布的三個係數 、m、 ,來描述降雨率增減時雨滴粒徑分布的變化。針對納莉(Nari)颱風期間其中12小時的資料,針對不同降雨率、回波強度,探討 、m、 的分布,並計算 關係式的A、b。
發現 、m、 的大小與降雨量成反比,但降雨率越小,標準差越大;b則和降雨量成正比(約1.2到1.4之間),A的分布則和 、m、 相似(約200到400之間)。且五分山雷達觀測之回波強度 與雨滴譜儀計算之回波強度 比較,發現五分山雷達觀測之回波強度 似乎會系統性的低估約3.0 dBZ。故將修正後的回波強度,帶入以回波強度區分之兩修正Z-R關係式,發現其計算的一小時估計降雨量與地面觀測降雨量,有不錯的一致性。
目錄
摘要………………………………………………………………………i
致謝…………………………………………………………………….ii
目錄……………………………………………………………………iii
圖表說明…………………………………………………………………v
第一章:前言……………………………………………………………1
1.1:研究動機…………………………………………………1
1.2:文獻回顧…………………………………………………1
1.3:研究方向…………………………………………………4
第二章:雨滴粒徑資料處理與Gamma分布的擬合……………………5
2.1:雨滴譜儀的介紹…………………………………………5
2.2:雨滴粒徑分布的計算……………………………………5
2.3:Gamma分布的擬合………………………………………8
2.4:雨滴粒徑分布的結果分析…………………………….10
第三章:Z-R關係式的係數……………………………………………16
3.1:Z-R關係式A、b係數的推導……………………………16
3.2:Z-R關係式之A、b係數的分析…………………………17
3.3:理想Z-R關係式與WSR-88D的 比較………21
3.4:修正Z-R關係式之係數A、b……………………………23
第四章:雷達觀測與地面觀測之差異…………………………………26
4.1:雷達資料處理………………………………………….26
4.2:雷達觀測與地面觀測回波之比較……………………27
4.3:雷達估計與地面測站降雨率比較……………………30
第五章:結論與未來展望……………………………………………..33
5.1:討論與結論……………………………………………33
5.2:未來展望………………………………………………37
參考文獻……………………………………………………………….39
附圖…………………………………………………………………….41
表……………………………………………………………………….75
附錄…………………………………………………………………….77
參考文獻Ali Tokay And David A. Short, 1995:Evidence from Tropical Raindrop Spectra of the Origin of Rain from Stratiform versus Convection Cloud. J. Appl. Metero. Sci.,35,355-371Carlton W. Ulbrich, 1983:Nature Variations in the Analytical Form of the Raindrop Size Distribution. J. Climate Appl. Meteor.,22,1764-1774Carlton W. Ulbrich,and D.Atlas,1984:Assessment of the contribution of differential polarization to improved rainfall measurements. Radio Sci., 19, 49-57.Carlton W. Ulbrich, 1985:The Effects of Drop Size Distribution Truncation on Rainfall integral Parameters and Empirical Relations. J. Climate Appl. Meteor.,24,580-590Carlton W. Ulbrich, 1997:Rainfall Microphysics and Radar Properties:Analysis Method for Drop Size Spectra., J. Appl. Metero. 37, 912-923Carlton W. Ulbrich, 1998:Rainfall Measurement Error by WSR-88D Radars due to Variations in Z-R Law Parameters and the Radar Constant. J.Atmos. Oceanic Technol., 16, 1017-1024D.S.Zrnic,1999:Sensitivity Analysis of Polarimetric Variables at 5-cm Wavelength in Rain., J. Appl. Metero. 39,1514-1526Kozu, T., and K. Nakamura, 1991:Rainfall parameter estimation from dual-radar measurements combining reflectivity profile and path-integrated attenuation. J. Atmos. Oceanic Technol., 8,259-271Marshall, J.S., and W. M. K. Palmer,1948:The Distribution of raindrop with Size. J. Meteor., 5,165-166Toshiaki Kozu And Kenji Nakamura, 1990:Rainfall Parameter Estimation from Dual-Radar Measurement Combining Reflectivity Profile and Path-integrated Attenuation. J.Atmos. Oceanic Technol., 8,259-270
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