臺灣博碩士論文加值系統

統計數據顯示台灣海峽東吉島測站，每年九月至翌年四月風向多為東北風，而且風速大多超過七級(13.9-17.1m/s)，嚴重影響各型機艦任務執行與航行安全，因此東北季風時期台灣海峽及鄰近海域強風的掌握對軍事任務之安全與遂行影響十分重要。RSM模式對於綜觀尺度天氣系統的掌握有非常好表現，而MSM模式則可解析局部環流與天氣變化，本文重點在於結合RSM與MSM模式，以掌握台灣海峽與鄰近地區風力變化之預報和研究。
針對東北季風時期大陸冷高壓東移出海主要路徑進行數值模擬，模式輸出之風場、海平面氣壓場等與觀測資料比對校驗，顯示可利用模式資料以彌補海上等觀測資料的不足。東北季風時期大陸分裂冷高壓週期性往南移動出海變性，在南下東移出海過程中，彭佳嶼風向大致呈現西北、北、東北、東、東南風，五個階段逐步轉換，且當彭佳嶼測站附近海域盛行北風時，分裂冷高壓位於華東一帶，為台灣海峽風力最強時期；彭佳嶼測站附近海域盛行東北或西北風時，台灣海峽風力次之。台灣海峽強風移行預報，經過測站互相比對之後發現位於台灣海峽南部之東吉島測站起風晚約6至10小時，東吉島風速亦較彭佳嶼大1級（蒲福氏風級）以上。由模式輸出台灣東西部風場分析比對發現，東部海面起風時間不僅較台灣海峽早3至6小時，而且東部海面風速亦較台灣海峽強。在垂直結構分析，台灣海峽強風（六級風以上）發展高度約至925hpa，屬低層強風有明顯的垂直向風切。
探討台灣海峽強風演變的機制，經過動量收支、氣壓梯度比較以及去除地形模擬之後認為：東北季風時期，氣流通過台灣海峽，受到兩側（大陸東南丘陵、台灣山脈）地形阻擋使得局部氣壓梯度改變，由於地形效應藉由改變局部地區氣壓梯度的方式，不僅使得台灣海峽海面風場分布不均，更增強部分海域近地層風速，而且台灣東部海面風場也是非常明顯地受到台灣陡峭山脈地形影響，使得蘇澳至花蓮沿海一帶出現強風。
因此在考慮台灣附近海域強風發生位置、強度時，必須注意盛行風向撞擊台灣地形的角度；而且東北季風時期任一路徑冷高壓東移出海，都有可能在台灣海峽與台灣東部海面造成11m/s(6級)以上強風，執行海上任務必須小心謹慎。研究認為彭佳嶼測站盛行風向可作為海面風場之預報指標，推估大陸冷高壓位置與台灣海峽、台灣東部海面相對風場，如此將可預測台灣海峽、台灣東部海面強風演變情形，並得以建立東北季風的強風預報機制。

This research uses MSM (mesoscale spectral model), which is developed by NCEP, to simulate 4 cases, between 2001 and 2003. By comparing wind speed and sea-level-pressure of MSM outputs with CWB weather station observed data, MSM performance is well.
CWB weather station Pengchiayu (46695) is located on an islet over Taiwan northern coastal water. We use Pengchiayu (46695) wind direction as an index. There is strong wind (≥11m/s) over Taiwan Strait and Taiwan eastern offshore, when the Pengchiayu station (46695) is northerly wind. If the Pengchiayu station (46695) is northwesterly or northeasterly wind, the wind over Taiwan Strait and Taiwan eastern offshore is weaker.
From the MSM outputs wind profile, over Taiwan Strait, we can find out the strong wind core near the pressure level of 925hPa. So, we can call it “Low Level Strong Wind”.
In fact, “channel effect” is “barrier effect”. The stream passes through Taiwan Strait, which is blocked by Fujian Province topography and Taiwan Central Mountain Range, change local pressure gradient to trigger gale or enhance wind speed. Barrier effects, not only enhance the wind speed over Taiwan Strait, but also trigger gale over Taiwan eastern offshore.
By cases study, when cPk (continental polar air masses) moves close to 120°E, it can trigger strong wind over Taiwan Strait and Taiwan eastern offshore. So, we must know the prevailing wind direction to get the impinging angle and cPk position for forecasting the gale location over Taiwan coastal water.

誌謝 ii
摘要 iii
ABSTRACT v
目錄
表目錄
圖目錄
符號與縮寫
1. 緒論
1.1 前言
1.2 研究動機
1.3 論文架構
2. 理論基礎與模式設定
2.1 模式設定
2.2 理論基礎
2.3 資料處理
3. 強風預報之研究
3.1東北季風時期強風分析
3.1.1 冷高壓於長江口出海
3.1.2 冷高壓於長江口以南出海
3.1.3 冷高壓於山東半島以南出海
3.1.4 冷高壓於大陸東北一帶出海
3.2 冷高壓出海強風區之演進
3.2.1 長江口出海
3.2.1.1 模式誤差、測站相關性之研究
3.2.1.2 風場演變
3.2.1.3 預報指標之建立
3.2.2 長江口以南出海
3.2.2.1 模式誤差、測站相關性之研究
3.2.2.2 風場演變
3.2.2.3 預報指標之建立
3.2.3 山東半島以南出海
3.2.3.1 模式誤差、測站相關性之研究
3.2.3.2 風場演變
3.2.3.3 預報指標之建立
3.2.4 大陸東北一帶出海
3.2.4.1 模式誤差、測站相關性之研究
3.2.4.2 風場演變
3.2.4.3 預報指標之建立
4. 地形效應
4.1地形效應分析
4.1.1冷高壓由長江口出海
4.1.2冷高壓由山東半島南方出海
4.2去除地形模擬實驗
4.2.1 冷高壓由長江口出海
4.2.2 冷高壓由山東半島南方出海
5. 結論與展望
參考文獻
附錄
1. 波譜法簡介
2. 控制方程式
3. 模式空間分佈與物理過程
4. 模式的數值方法
論文發表
自傳

[ ] 陳泰然，“「台灣地區中尺度實驗計劃」(TAMEX)之回顧與展望”，科學發展月刊，第十五卷，第十二期，第1740-1741頁，1986。
[2] 編審委員會，“海空聯合操演教範”，海軍總司令部，台北。
[3] 編審委員會，“海軍艦隊兵要調查教範”，海軍總司令部，台北。
[4] 張志誠、劉偉隆，“馬公地區冬季強風之預報與分析”，氣象預報與分析，第104期，第29-35頁，1985。
[5] 陳普斌、呂木村、鄧資嘉、林雪琹，“寒潮爆發時馬祖及馬公強風預報之研究”，氣象預報與分析，第116期，第34-39頁，1988。
[6] 桃家瑞、蘇義雄，“冬季台灣及其附近大氣邊界層之研究”，氣象預報與分析，第116期，第21-31頁，1988。
[7] 顏芳、江火明，“台灣附近地面強風演變過程之動力分析”，碩士論文，國立中央大學，桃園，2002。
[8] Chen, W. D., and Smith, R. B., “Blocking and Deflection of Airflow by The Alps,” Mon. Wea. Rev., Vol. 115, pp. 2578-2597, 1987.
[9] Pierrehumbert, R. T. and Wyman, B. “Upstream Effect of Mesoscale Mountains,” J. Atmos. Sci., 42, 977-1003, 1985.
[10] Li, J. and Chen, Y. L. “Barrier Jets during TAMEX,” Mon. Wea. Rev., Vol. 126, pp. 959-971, 1998.
[11] Yeh, H. C. and Chen, Y. L. “Numerical Simulation of the Barrier Jet over Northwestern Taiwan during The Mei-Yu Season,” Mon. Wea. Rev., Vol. 131, pp. 1396-1407, 2003.
[12] Doyle, J. D. “The Influence of Mesoscale Orography on a Coastal Jet and Rainband,” Mon. Wea. Rev., Vol. 125, pp. 1465-1488, 1997.
[13] 洪景山，“武夷山地形和海洋邊界層在梅雨鋒面南下過程中扮演的角色”，大氣科學，第三十期，第三號，第275-290頁，2002。
[14] 蔡晉東，“巢狀波譜模式在東亞地區天氣預報上的應用”，碩士論文，國防大學中正理工學院應用物理研究所，桃園，2001。
[15] 洪景舜，“區域波譜模式在颱風預報上之應用”，碩士論文，國防大學中正理工學院應用物理研究所，桃園，2002。
[16] 任亦偉，“巢狀模式在飛航預報之策略研究”，碩士論文，國防大學中正理工學院應用物理研究所，桃園，2003。
[17] 鄭敏璋，“台灣東部對流系統與背風渦旋的交互作用”，碩士論文，國防大學中正理工學院應用物理研究所，桃園，2002。
[18] 戚啟勳，天氣學，明文書局，台北，第137頁，1991。
[19] 吳政忠、呂芳川，“東北季風時期台灣海峽強風預報個案之研究”，波譜模式發展與應用研討會，桃園，第7頁，2003。
[20] 戚啟勳，嚴夢輝，氣象統計學，復興書局，台北，第55頁，1978。
[21] 王文忠，統計學與EXCEL資料分析之實習應用，博碩文化公司，台北，第33頁，2003。
[22] Apel, John R., Principles of Ocean Physics, Harcourt Brace & Company, San Diego, pp.162-202, 1996.
[23] Holton, J. R., An Introduction to Dynamic Meteorology Third Edition, Aca. Pre. Lim., London, pp. 28-83, 1992.
[24] http://www.cwb.gov.tw/V4/index.htm。
[25] 交通名詞辭典編審委員會，交通名詞辭典氣象類，交通部交通研究所，台北，第154頁，1965。
[26] 蔡清彥、柯文雄、許武榮，數值天氣預報，聯經書局，台北，第130頁，1990。
[27] Juang, H. M., and Kanamitsu, M., “The NMC Nested Regional Spectral Model,” Mon. Wea. Rev., Vol. 122, No. 1, pp. 3-126, 1994.
[28] Hong, S. Y., Juang, H. M. and Lee, D. K., “Evaluation of A Regional Spectral Model for the East Asian Monsoon Case Studies for July 1987 and 1988,” J. Meteor. Soc. Japan, Vol.77, pp.553-572, 1999.
[29] 于宜強，“RSM對東亞地區梅雨天氣系統之測試研究”，碩士論文，國立中央大學大氣物理研究所，桃園，1996。
[30] 劉廣英、陶家瑞，“低層風切的成因與預報”，大氣亂流與飛航安全研討會69年年會論文集，台北，第235-256頁，1980。