(3.235.245.219) 您好!臺灣時間:2021/05/10 00:45
字體大小: 字級放大   字級縮小   預設字形  
回查詢結果

詳目顯示:::

我願授權國圖
: 
twitterline
研究生:陳怡良
研究生(外文):Yi-Liang Chen
論文名稱:台灣地形beta-e效應對颱風路徑的影響—東南駛流個案探討
指導教授:郭鴻基郭鴻基引用關係
指導教授(外文):HUNG-CHI KUO
學位類別:博士
校院名稱:國立臺灣大學
系所名稱:大氣科學研究所
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:2004
畢業學年度:92
語文別:中文
論文頁數:90
中文關鍵詞:桃芝地形台灣 beta-e效應偏折路徑轉子
外文關鍵詞:effectgyresteeringtopography
相關次數:
  • 被引用被引用:1
  • 點閱點閱:228
  • 評分評分:系統版面圖檔系統版面圖檔系統版面圖檔系統版面圖檔系統版面圖檔
  • 下載下載:0
  • 收藏至我的研究室書目清單書目收藏:0
  2001年西北行徑的桃芝颱風(Toraji)登陸台灣前出現路徑短暫向西的偏折,造成花蓮地區重創。統計1958~2003年來侵台颱風路徑,選取登陸前後行徑方向不改變的60個侵台個案,發現類似桃芝這種登陸前產生向西偏折路徑的颱風,超過20°偏折的個案佔總選取個數的30%,平均4~5年就會出現一個。而此偏折現象集中在23°N~25°N的範圍,尤其24°N~25°N之間偏折個案數最多。這些行徑方向在登陸前後維持不變的個案,顯示駛流不變的情形下,地形亦足以造成颱風之各種路徑偏折。本研究以2公里高解析度非線性淺水波譜模式探討地形影響颱風路徑偏西的現象。

  beta面及f面的模擬顯示,東南駛流的颱風接近地形而產生偏折的同時,有兩個位渦轉子(PV gyre)在颱風的南南西象限形成;從位渦平流和帶狀化時間(filamentation time)的計算,都支持颱風在接近地形時,會在地形下風處的特定區域形成一強一弱的轉子(gyre),其中較強的轉子形成於最大風速半徑近中心區域內,另一個較弱的轉子形成於最大風速半徑以外。近中心的轉子使颱風產生沿山脈走向之向南移動,外圍之轉子則提供額外向西(向地形中心)移行之速度分量。因這兩個轉子的作用,使得原本西北走向的颱風在接近地形時因轉子向南分量抵消颱風向北之運動分量,以致轉而偏西,產生類似桃芝颱風登陸前之路徑。我們發現向南移動的分量在f面上可以比beta面上之速度快約0.4m/s。路徑偏折的角度取決於駛流大小及兩個轉子產生的速度向量和。以4.5m/s之背景風場,在beta面上登陸地點敏感度的模擬顯示,最大偏折角在發生在23°N~25°N之間,和觀測值大致吻合。這是因為登陸地點位於23°N~25°N範圍內時,颱風最大風速區會受台灣地形明顯影響所致。

  模式模擬結果也顯示,越強、越小以及達到一定緊密結構的颱風,越容易產生偏折現象。我們以偏折總時間和最大偏折角探討颱風路徑偏折的特性,以緊密度而言,用Chan and Williams的颱風結構b值參數為例,必須達到0.4以上才能產生路徑偏折;強度方面,最起碼要有接近中度颱風或更強的強度;半徑方面,以強度為38m/s的颱風而言,七級風暴風半徑最好介於100公里到200公里之間,如果超過250公里以上則不會偏折。模擬也顯示,颱風開始偏折時,颱風中心離地形最高點之距離介於100~ 120公里之間,不太受颱風強度及半徑參數的影響。在偏折角度大於30°的模擬中,總偏折時間約5小時左右,也和觀測值吻合。路徑的偏折受駛流強烈的影響,強駛流使颱風受地形影響的時間變短,偏折角度變小;此外,偏折角度也因為駛流較強,使beta-e速度不易產生較大偏折角。正壓模擬下的結論,是建立在渦旋強烈垂直偶合的架構之上,所以當模擬結論應用在實際個案時,需考慮實際地形對颱風垂直偶合度的破壞。因此,中度上限或強烈颱風更有利於此偏折之產生。我們也以理想模式常用的高斯地形和餘弦地形做地形敏感度測試,實驗結果亦支持地形beta-e效應對颱風路徑偏折所扮演的角色和前面類似,此外高斯地形的模擬和實際台灣地形的模擬相似。

第一章、前言…………………………………………………1
第二章、模式介紹及模擬設計………………………………5
第一節、為何使用淺水模式………………………………5
第二節、模式與模擬設計…………………………………6
第三章、動力的探討…………………………………………9
第一節、地形beta-e效應…………………………………9
第二節、偏折動力探討……………………………………10
第四章、颱風參數的探討……………………………………14
第一節、變數的定義………………………………………14
第二節、偏折總時間的探討………………………………15
(一)、最大風速的測試…………………………………15
(二)、最大風速半徑的測試……………………………16
(三)、b值結構測試………………………………………17
第三節、偏折角度的探討…………………………………18
(一)、最大風速的測試…………………………………18
(二)、最大風速半徑的測試……………………………18
(三)、b值結構測試………………………………………19
第四節、開始偏折距離(r*)的探討………………………20
第五節、小結………………………………………………21
第五章、環境參數的探討……………………………………23
第一節、beta面和f面的比較………………………………23
第二節、駛流的影響………………………………………23
第三節、登陸位置的影響…………………………………24
第四節、高斯地形和餘弦地形的模擬……………………24
第六章、討論…………………………………………………26
第七章、總結…………………………………………………28
誌謝……………………………………………………………31
參考文獻………………………………………………………32
附圖……………………………………………………………35
附錄A……………………………………………………………74
附錄B……………………………………………………………82
附錄C……………………………………………………………88


郭鴻基、吳俊傑、李清勝,中華民國九十年十二月:天搖地動—颱風研究的挑戰。科學發展月刊第二十九卷第十二期。
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.
Brand, S., and J. Blelloch, 1974: Changes in the characteristics of typhoons crossing the island of Taiwan. Mon. Wea. Rev., 102, 130-155.
Chan, J. C.-L. and R. T. Williams, 1987: Analytical and numerical studies of the beta-effect in tropical cyclone motion. Part I: Zero mean flow. J. Atmos. Sci., 44, 1257-1264.
Chang, S. W., 1982: The orographic effects induced by an island mountain range on propagating tropical cyclones. Mon. Wea. Rev., 110, 1255- 1270.
DeMaria, M., 1987: Tropical cyclone track prediction with a barotropic spectral model. Mon. Wea. Rev., 115, 2346-2357.
Emanuel, K. A., 1991: The theory of hurricanes. Annu. Rev. Fluid Mech., 23, 179-196.
Fiorino, M., and R. L. Elsberry, 1989: Some aspects of vortex structure related to tropical cyclone motion. J. Atmos. Sci., 46, 975-990.
Flatau, M., W. H. Schubert, and D. E. Stevens, 1994: The role of baroclinic processes in tropical cyclone motion: The influence of vertical tilt. J. Atmos. Sci., 51, 2589-2601.
Guinn, T., and W. H. Schubert, 1993: Hurricane spiral bands. J. Atmos. Sci., 50, 3380-3404.
Holland, G. J., 1983b: Tropical cyclone motion: Environmental interaction plus a beta effect. J. Atmos. Sci., 40, 328-342.
Kossin, J. P., and M. D. Eastin, 2001: Two distinct regimes in the kinematic and thermodynamic structure of the hurricane eye and eyewall. J. Atmos. Sci., 58, 1079-1090.
———, W. H. Schubert, 2001: Mesovortices, polygonal flow patterns, and rapid pressure falls in hurricane-like vortices. J. Atmos. Sci., 58, 2196-2209.
———, W. H. Schubert, and M. T. Montgomery, 2000: Unstable interactions between a hurricane’s primary eyewall and a secondary ring of enhanced vorticity. J. Atmos. Sci., 57, 3893-3917.
Kuo, H. C., R. T. Williams, and J. H. Chen, 1999: A possible mechanism for the eye rotation of Typhoon Herb. J. Atmos. Sci., 56, 1659-1673.
———, R. T. Williams, J. H. Chen, and Y. L. Chen, 2001: Topographic effects on barotropic vortex motion: No mean flow. J. Atmos. Sci., 58, 1310-1327.
Lin, Y.-L., N.-H. Lin, and R. P. Weglarz, 1992: Numerical modeling studies of lee mesolows, mesovortices and mesocyclones with application to the formation of Taiwan mesolows. Meteorol. Atmos. Phys., 49, 43-67.
Montgomery, M. T., and R. J. Kallenbach, 1997: A theory for vortex Rossby waves and its application to spiral bands and intensity changes in hurricanes. Quart. J. Roy. Meteor. Soc., 123, 435-465.
———, and J. Enagonio, 1998: Tropical cyclogenesis via convectively forced vortex Rossby waves in a three-dimensional quasigeostrophic model. J. Atmos. Sci., 55, 3176-3207.
Ooyama, K., 1969: Numerical simulation of the Life Cycle of Tropical Cyclones. J. Atmos. Sci., 26, 3-40.
Peng, M. S., S.-W. Li, S. W. Chang, and T. T. Williams, 1995: Flow over mountains: Coriolis force, transient troughs and three dimensionality. Quart. J. Roy. Meteor. Soc., 121, 593-613.
Smith, R. B., 1982: Synoptic observations and theory of orographically disturbed wind and pressure. J. Atmos. Sci., 39, 60-70.
———, and D. F. Smith, 1995: Pseudoinviscid wake formation by mountains in shallow-water flow with a drifting vortex. J. Atmos. Sci., 52, 436-454.
Wang, S. T., 1980: Prediction of the behavior and intensity of typhoons in Taiwan and its vicinity (in Chinese). Research Rep., 108, Chinese National Science Council, Taipei, Taiwan, 100pp.
Weiss, J., 1981:The dynamics of enstrophy transfer in two-dimensional hydrodynamics. La Jolla Inst., LJI-TN-81-121.
Willoughby, H. E., 1988a: Linear motion of a barotropic vortex. J. Atmos. Sci., 45, 1906-1928.
Wu, C.-C., and K. A. Emanuel, 1993: Interaction of a baroclinic vortex with background shear: Application to hurricane movement. J. Atmos. Sci., 50, 62-76.
Yeh, T.-C., and R. L. Elsberry, 1993a: Interaction of typhoons with the Taiwan orography. Part I: Upstream track deflections. Mon. Wea. Rev., 121, 3193-3212.
———, and R. L. Elsberry, 1993b: Interaction of typhoons with the Taiwan orography. Part II: Continuous and discontinuous tracks across the island. Mon. Wea. Rev., 121, 3213-3233.

QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
第一頁 上一頁 下一頁 最後一頁 top
系統版面圖檔 系統版面圖檔