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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:顏芳
研究生(外文):Fong Ngan
論文名稱:台灣附近地面強風演變過程之動力分析
論文名稱(外文):Dynamic Analysis of the Evolution Proccess of Surface Strong Wind over Taiwan Area
指導教授:江火明江火明引用關係
指導教授(外文):Huo-Ming Jiang
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:78
中文關鍵詞:強風地形非地轉風低層噴流
外文關鍵詞:strong windtopographyageostrophic windlow-level jet
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摘 要
台灣處於東亞季風區,綜觀天氣系統帶來強風,再加上台灣地形及地理位置的關係,強風分佈及發生頻率獨具特性。故對近地面強風的氣候特徵、生成原因及其結構的了解相當重要。
地面測站統計結果顯示,地面強風的個案中,北風系型佔了大多數;主要發生在冬季,但三、四月發生頻率也相當頻繁。溫度差大的鋒面,後隨的風速都不會太小;但風速大的個案,卻不一定是溫差大的鋒面所造成。至於氣壓差的大小,也不是大風發生與否的決定性因子,顯然非地轉風在當中有很重要的貢獻。
個案分析的結果顯示,地面風受到台灣地形之阻擋,沿著台灣東邊及西邊海岸分成兩支,分別在西北及東南部有風速的極值區。在台灣海峽地形的作用之下,地面風被加強得更厲害,在海峽北端形成地面強風中心,並向下游擴展。
除了地形的作用之外,東北強風的形成,是由於大陸冷氣團快速向東南移動至東海及台灣海峽,由於海陸的比熱與溫度差異,使得在大陸沿岸的水平氣壓梯度增加,地轉風變大,進而導致地面附近有強烈的西南非地轉風。透過慣性振盪的作用,沿海岸之非地轉風,逐漸轉成向東的方向,故海峽北部的東北風加強。
至於地面西南強風的加強,華南地區850hPa之低層噴流的發展,有很重要的貢獻。來自西北方的水平動量傳輸,以及垂直平流所造成之輻合與擠壓效應,導致低層噴流迅速加強。隨著高層西風波槽的東移,低層噴流也跟著往東北移動,對應之地面的大風區,慢慢東移動到海上,與原本由地形阻擋所造成之地面強風區結合,致使海峽北端西南風加強。
目 錄
摘要 ‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ Ⅰ
誌謝‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧Ⅱ
目錄‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧Ⅲ
圖表說明‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧Ⅴ
第一章 緒論‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧1
§1-1 台灣地區近地面強風之研究背景‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧1
§1-2 低層噴流的研究背景‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧2
§1-3 強東北季風之研究背景‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧3
§1-4 近地面強風之氣候特徵‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧3
§1-5 研究動機‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧4
§1-6 本研究的規劃‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧5
第二章 數值模式與資料來源‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧7
§2-1 數值模式之簡介‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧7
§2-2 模擬之參數化設定‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧9
§2-3 資料來源‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧9
第三章 地面東北強風個案‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧10
§3-1 綜觀天氣概述‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧10
§3-2 地面站與探空站分析‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧12
§3-3 地面東北風加強過程分析‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧13
§3-4 風場的垂直變化分析‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧14
§3-5 1000hPa非地轉風場分析‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧14
第四章 地面西南強風個案‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧17
§4-1 綜觀天氣概述‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧17
§4-2 地面站與探空站資料分析‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧18
§4-3 地面西南風加強過程分析‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧19
§4-4 風場的垂直變化分析‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧20
§4-5 非地轉風場分析‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧21
§4-6 850hPa低層噴流分析 ‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧21
第五章 結論與展望‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧24
§5-1 結論‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧24
§5-2未來展望‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧25
參考文獻‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧26
附錄一‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧29
附圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧32
參考文獻林則銘、曲克恭、王時鼎、王黼旺、林財旺,1973:侵襲颱風風力之研究,空軍氣象中心研究報告。俞家忠、林則銘、王黼旺、林財旺、曲克恭、王時鼎,1974:台灣破壞性風力之研究,空軍氣象中心研究報告。俞家忠,1985:台灣地區暴風預報之研究,國科會防災科技研究報告,73-57號。蔡清彥、周根泉、陳正改,1981:台灣地區之颱風風速分布,氣象預報與分析,89期,空軍氣象中心。蔡清彥,1987:傑魯得颱風災害調查報告,國科會防災科技研究報告,76-21號,60頁。陳正改、謝信良,1988:台灣海域強風特性之 分析及風力預之研究,中央氣象局研究報告,196號,156頁。劉廣英,1982:台灣西北部強風之分析及區內可能發生之最大風速的推算,大氣科學,11,19-28。 Blackadar, A. K., 1979: High resolution models of the planetary boundary layer. Advances in Environmental Science and Engineering, Vol. 1, No. 1, Pfafflin and Ziegler, Eds., Gordon and Briech Sci. Publ., New York, 50-85.Boyle, J. S., and T. J. Chen, 1987: Synoptic aspects of the wintertime East Asian monsoon. Monsoon Meteorology, C. P. Chang and T. N. Krishnamurti, eds., Oxford University Press. 125-160.Chen, X. A., and Y.-L. Chen, 1995: Development of low-level jet during TAMEX. Mon. Wea. Rev., 123, 1-25.Chen, Y.-L., X. A. Chen, and Y.-X. Zhang, 1994: A diagnostic study of the low level jet during TAMEX IOP5. Mon. Wea. Rev., 122, 2257-2284.Dudhia, J., 1989: Numerical study of convection observed during the winter monsoon experiment using a mesoscale two-dimensional model. J. Atmos. Sci., 46, 3077-3107.Dudhia, J., 1993: A nonhydrostatic version of the Penn State/NCAR mesoscale model: Validation tests and simulation of an Altantic cyclone and cold front. Mon. Wea. Rev., 121, 1493-1513.Grell, G. A., 1993: Prognostic evaluation of assumptions used by cumulus parameterizations. Mon. Wea. Rev., 121, 767-787.Grell, G. A., J. Dudhia, D. R. Stauffer, 1994: A description of the fifth-generation Penn State/NCAR mesoscale modeling system (MM5). NCAR technical note, NCAR/TN938+STR, 121pp.Holton, J. R., 1992: An Introduction to Dynamic Meteorology. Academc Press, 511pp.Kuo, H. L., 1974: Further studies of the parameterization of the influence of cumulus convection on large-scale flow. J. Atmos. Sci., 31, 1232-1240.Li, J., and Y. L. Chen 1998: Barrier Jet during TAMEX. Mon. Wea. Rev., 126, 959-971.Matsumoto, S., 1972: Unbalanced low-level and solenoidal circulation associated with heavy rainfalls. J. Meteor. Soc. Jpn, 50, 194-203.Murakami, T., 1979: Winter monsoonal surges over East and Southeast Asia. J. Meteor. Soc. Jpn., 57, 133-158.Ray, P. S., Ed., 1986: Mesoscale Meteorology and Forecasting. Amer. Meteor. Soc., 793 pp.Wu, M. C., and J. C. L. Chan, 1995: Surface Features of Winter Monsoon Surges over South China. Mon. Wea. Rev., 123. 662-680.Wu, M. C., and J. C. L. Chan, 1997: Upper-Level Features associated with Winter Monson Surges over South China. Mon. Wea. Rev., 125. 317-340.
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