臺灣博碩士論文加值系統

2012年6月11日在梅雨鋒前強西南氣流影響下，臺灣海峽屬於有利輻合環境，兩波線狀對流系統於臺灣北部外海組織生成並移入台灣。該對流系統於桃園及臺北等區域降下超大豪雨，24小時累積最大降水量達510毫米，雨區呈現東西線狀分佈，造成沿海及都會區多處淹水損失慘重。本文即針對此梅雨季超大豪雨個案，分析降水事件時空背景，從分析圖的判斷我們認為後造型對流系統為導致北臺灣淹水主因之一。我們使用日本名古屋大學研發之雲解析風暴模式(CReSS)完整解析六一二北部水災事件，高解析度模擬結果除成功掌握本個案之鋒面位置及線狀對流發展、移行等，也合理模擬後造型對流胞發展過程，並發現舊對流胞移速減緩隨後與新胞合併之現象。

進一步探討後造型對流系統上游新生對流胞激發原因，利用Klemp (1987)擾動氣壓分離法分別求出浮力擾動氣壓與動力擾動氣壓，氣壓診斷結果顯示新生胞擾動氣壓配置，與浮力項較一致，主要由擾動虛位溫所主導。而動力擾動氣壓主要透過西風垂直風切與垂直輻合兩項作用反應在上衝流兩側，可使舊胞移速減慢，有利新胞與舊胞之合併，對於上游新胞的激發過程則僅有間接角色。本個案對流胞上衝流隨高度向東傾斜，降水位於東側，西側並無冷池可以激發新對流胞，與過去Doswell et al.(1996)提到的中緯度常見的冷池外流邊界激發新胞過程不相同。舊胞中高層伴隨絕熱與蒸發冷卻，使中高層為一個冷區，加上對流不穩定環境，同時底層輻合有利舉升，以及潮濕環境容易達飽和而產生潛熱釋放。熱力因素使對流胞西側浮力隨高度減弱，西側高低層產生相對擾動高壓與低壓的氣壓配置，並產生向上的浮力擾動氣壓梯度力，有利垂直加速度增強，新生胞隨後激發。

致 謝.......................................I
摘 要.....................................III
目 錄.......................................V
目 錄 圖 表...................................... IX

第一章 前言....................................... 1
一、文獻回顧........................................ 1
二、研究動機........................................ 6
三、論文結構........................................ 6

第二章 資料來源與研究方法......................... 9
一、資料來源........................................ 9
二、研究方法....................................... 10
三、模式簡介.......................................11
四、模式設定.......................................14

第三章 綜觀天氣與中尺度條件...................... 17
一、綜觀天氣分析................................... 17
二、紅外線衛星雲圖................................. 19
三、雷達回波圖..................................... 20
四、雨量分佈.......................................22
五、小結........................................... 23

第四章 數值模擬.................................. 25
一、綜觀環境比對...................................25
二、ASCAT衛星觀測資料比對.......................... 27
三、CMORPH衛星觀測資料比對.........................27
四、雷達觀測比對...................................28
五、降水分佈比較...................................29
六、地面氣象站比較.................................30
七、小結........................................... 31

第五章 對流胞擾動氣壓分析........................ 33
一、線狀對流初步分析...............................33
二、對流胞選擇與求取擾動場.........................34
三、擾動氣壓水平分析............................... 36
四、擾動氣壓分離...................................37
五、對流胞二(BB02)Laplacian擾動氣壓水平分佈探討.... 39
六、對流胞二(BB02)近東西垂直剖面探討............... 41
七、對流胞三(BB03)近東西垂直剖面探討............... 47

第六章 總結...................................... 49
参 考 文 獻...................................... 53
附錄 鬆弛法計算過程與結果........................ 57
圖 表...................................... 61

王時鼎、鄭俠、徐晉准與丘台光，1985:五、六月間台灣地區報與隻環境探討。天氣分析與預報研討會論文彙編，中央氣象局，55-72頁。

陳泰然，1988a:東亞梅雨鋒面之綜觀氣候特徵研究。大氣科學期刊，435-446頁。

陳泰然，1988b:台灣梅雨研究的回顧。科學發展月刊，239-266頁。

候喜真，陳泰然，2001:梅雨季伴隨華南西南風爆發之低壓。大氣科學期刊，203-227頁。

陳泰然，2004:近期梅雨鋒面研究之回顧。大氣科學期刊，225-245頁。

陳泰然，周鴻祺，黃心怡，楊進賢，張子琦，2011:梅雨季竹苗豪雨個案之中尺度現象探討。大氣科學期刊，343-372頁。

李俊彥，2013:莫拉克颱風雨帶內對流胞擾動氣壓分布之探討。國立台灣大學理學院大氣科學所碩士論文，47頁。

Chen, G. T. J., 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, 942– 953.

Chen, G. T. J., 1983: Observational aspects of the Mei-Yu phenomenon in sub-tropical China, J. Meteor. Soc. Japan, 61, 306– 312

Chen, G. T. J., and C. C. Yu, 1988: Study of low-level jet and extremely heavy rainfall over northern Taiwan in the Mei-Yu season, Mon. Wea. Rev., 116, 884– 891

Doswell, C. A., III, H. E. Brooks, and R. A. Maddox, 1996: Flash flood forecasting: An ingredients-based methodology. Mon. Wea. Rev., 11, 560-581.

Klemp, J. B., 1987: Dynamics of tornadic thunderstorms. Annu.Rev. Fluid Mech., 19,369-402.

Parker, M. D., and R. H. Johnson, 2000: Organizational modes of midlatitude mesoscale convective systems. Mon. Wea. Rev., 128, 3413–3436.

─, and ─, 2004: Structures and dynamics of quasi-2D mesoscale convective systems. J.Atoms. Sci., 61, 547-567.

Rutunno, R., and J. B. Klemp, 1982: The influence of the shear-induced pressure gradient on thunderstorm motion. Mon. Wea. Rev., 110, 136-151.

Schumacher, R. S., and R. H. Johnson, 2005: Organization and environmental
properties of extreme-rain-producing mesoscale convective systems. Mon. Wea.Rev., 133, 961-976.

─, and ─, 2006: Characteristics of U.S. Extreme Rain Events during 1999–2003. Wea.Forecasting, 21, 69-85.

Wang, C.-C., G. T.-J. Chen, T.-C. Chen, and K. Tsuboki, 2005: A numerical study on the effects of Taiwan topography on a convective line during the Mei-yu season.Mon. Wea. Rev., 133, 3217-3242.

Wang, C.-C., G. T.-J. Chen, S.-C. Yang, and H.-C. Chou, 2009: Wintertime supercell thunderstorms in a subtropical environment: A diagnostic study. Mon. Wea. Rev., 137, 366-390.

Wang, C.-C., G. T.-J. Chen, S.-C. Yang, and K. Tsuboki, 2009: Wintertime supercell thunderstorms in a subtropical environment: Numerical simulation. Mon. Wea. Rev., 137, 2175-2202.

Yeh, H.-C., and Y.-L. Chen, 2002: The role of offshore convergence on coastal rainfall during TAMEX IOP 3. Mon. Wea. Rev., 130, 2709-2730.

Yeh, H.-C., and Y.-L. Chen, 2003: Numerical simulations of the barrier jet over northwestern Taiwan during the Mei-Yu season. Mon. Wea. Rev., 131, 1396-1407.