學位論文

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Subject: search.filters.subject.地形效應

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    艾利颱風 (2016) 遠距降水之原因探討
    (2023) 鄭竣元; Zheng, Jun-Yuan
    本文針對2016年10月6日至9日受艾利颱風與綜觀環境場影響，在臺灣東半部發生之強降雨事件進行分析。使用WRF數值模式進行模擬，透過ETKF資料同化產生之64個系集成員進行降雨機制的探討。在風場強度與累積降雨的相關係數分析中，發現各系集成員之降雨模擬對於風場強度有很高的敏感度。透過將系集成員分成強風組 (strong wind group, SW) 和弱風組 (weak wind group, WW) 進行分析發現兩組降雨差異主要出現在臺灣東南部的區域，SW相比WW在該區有較接近觀測之降雨量，且透過風場以及水氣場的比較後發現颱風環流的發展是造成該雨區降雨的關鍵因素。而整起降雨事件根據主導的天氣系統不同，可以大致以7日0600 UTC為劃分。前期降雨主要受綜觀環境場的低壓環流影響，後期則是由艾利颱風的外圍環流主導。在颱風環流敏感度實驗中，透過海溫調降使成員中整體風場條件最好的m7之颱風環流減弱。結果顯示原本颱風環流與綜觀環境場之低壓環流的合流因此減弱，分析後發現此合流是致使後續臺灣東南部降雨的關鍵因素。在水氣敏感度實驗中則是調整m7初始相對濕度來改善事件前期花蓮附近之區域降雨，結果發現降雨肇因為低壓環流勢力北上後，將水氣帶至臺灣東部，低層東南風受地形抬升形成降雨。
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    凡那比颱風(2010)伴隨地形豪雨之數值模擬與研究
    (2012) 鄭皓
    本研究使用WRF模式對凡那比(2010)颱風伴隨之豪雨進行分析，並探討台灣地形對颱風之影響。凡那比颱風於2010年9月 17日至20日期間影響台灣，颱風環流由東向西通過南台灣，並於侵台的12個小時內在南部降下近千毫米的累積降雨，瞬間的豪雨使得許多地區排水不及，造成淹水災情發生。 由WRF模式之降水物理參數測試結果顯示，積雲參數法相對於微物理過程對於模式表現有較顯著的影響。其中以使用Kain-Fritsch積雲參數法之模擬，颱風結構完整且降雨強度較強。使用BMJ scheme之模擬，颱風路徑較為南偏，導致降雨位置也較為南偏。使用Grell-Devenyi Ensemble scheme之模擬，颱風強度偏弱且無法掌握凡那比颱風所引發之降雨強度。使用Grell 3d scheme之模擬，颱風結構對稱，但颱風強度較觀測弱。因Kain-Fritsch積雲參數法對於颱風結構及強度的模擬結果較佳，故本研究以其為CTL組之參數設定。 　　研究結果顯示豪雨發生為颱風環流受地形影響有關，凡那比颱風侵台期間滿足多項利於地形豪雨發生之要素，強烈的低層風場、強風速帶之風向與台灣陡峭地形走向垂直、進入山區之氣流伴隨潮濕水氣及氣流具有極高的不穩定度等因素。由地形高度測試發現，台灣地形與颱風環流間的通道效應為颱風登陸前出現南偏的重要原因，地形高度越高則颱風登陸前南偏的情形越為顯著。當台灣山脈完整移除後，南部山區平均降雨僅剩原來之45%，若將地形高度減半，降雨亦顯著顯少，顯示地形對於豪雨發生扮演重要的角色。此外，地形高度的不同也會影響颱風出海後的移速，地形高度越高颱風移速越慢，因而造成颱風離台後較大的降雨發生。由垂直水氣通量與累積降雨之關係可見，各項利於降雨發生之要素間彼此相互影響，地形高度的提高能夠增強低層輻合、並增強對流，但亦會造成颱風強度減弱，導致迎風面地區的風速減弱及水氣減少，因此降雨強度並沒有明顯的改變。 關鍵字:凡那比颱風、豪雨、地形效應
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    康芮颱風(2013)結構演變與對流降水關係之研究
    (2016) 李茂正; Li, Mao-Cheng
    2013年8月下旬輕度颱風康芮(Kong-Rey)侵臺期間，衛星及雷達觀測資料均顯示其雨帶結構明顯不對稱，強對流雨帶多位於颱風中心之南側與西南側，且其渦旋垂直結構亦有傾斜現象，導致最大降雨區位於離颱風中心較遠之中、南部地區，累積雨量達500-700 mm以上，造成不少災損與人員傷亡，反觀離颱風中心最近之臺灣北部及東半部地區雨量則明顯偏少，多數地區累積雨量甚至不到50 mm。 本研究利用雲解析風暴(CReSS)模式模擬康芮颱風侵臺時之結構與降水演變，並進行地形敏感度實驗及位渦傾向診斷。模擬結果顯示，康芮颱風位於海面上時，其雨帶之不對稱性(南強北弱)主要為環境流場東北向西南之垂直風切造成，而雨帶成因為颱風環流西側之偏北風與巴士海峽之西南風輻合所致，且隨著康芮颱風北上接近臺灣地區，此輻合區與雨帶亦隨之北移進入臺灣陸地，配合地形強迫舉升，產生南北走向平行山脈之滯留性雨帶，遂於臺灣中、南部地區造成致災性豪雨。 地形敏感度實驗中，Control Run實驗因地形鎖定降水區域，使臺灣陸地上空產生大量潛熱釋放與垂直運動，導致中層正位渦隨時間增加，康芮颱風中層渦旋因而產生偏西分量移入臺灣陸地，而其低層之颱風中心則受地形阻擋持續北移，兩者遂產生明顯之相位差，使渦旋垂直結構隨高度向上向臺灣地形傾斜。No-Terrain Run實驗中，移除臺灣之高山地形，颱風北移時潮濕西南風仍可匯入康芮颱風之中心附近，維持中心附近螺旋雨帶之生成與發展，進而使接近颱風中心之臺灣北部與東半部地區累積雨量較Control Run明顯增多，但因缺少地形鎖定之滯留性雨帶，臺灣上空中層之正位渦值明顯較Control Run小，使康芮颱風之中層渦旋無法產生明顯之偏西分量，遂可維持較垂直之渦旋結構。