Transcript 暖季弱綜觀強迫下中北台灣午後對流活躍度與發展速率

暖季弱綜觀強迫下
中北台灣
午後對流活躍度與發展速率
時間：2010年 11月 16日（星期二）下午 01:20 – 02:00
地點：台灣大學 大氣科學系 B105教室
陳 泰 然
臺大講座 /大氣科學系終身特聘教授 /學術副校長
國立臺灣大學
一、回顧最近5年研究
二、回顧台灣地區梅雨季與夏季（暖季）
對流（降水）研究
三、研究動機與目的
四、分類
五、研究結果
六、總結
一、回顧最近5年研究
（一）梅雨鋒面系統與梅雨季台灣地區降水
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台灣海峽深對流發展機制
積雲對流對梅雨鋒面系統發展與演變之角色
豪雨事件水氣收支
梅雨鋒面低壓擾動與鋒生
阻塞下之梅雨鋒生
鋒面北退與LLJ形成機制
線狀對流形成之地形影響
台灣北部地區LLJ特徵及其與豪雨關係
台灣中北部地區降水與豪雨（大）雨之中尺度氣候特徵
共計發表SCI期刊論文7篇，英文專書專章1篇，
中文期刊2篇，國內外研討會論文8篇。
（二）暖季對流降水系統
• 弱綜觀下台灣中北部午後對流特徵（連續對流、
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月際與季節變化、對流活躍度與發展速率）
模式降水模擬/預報校驗
綜觀形勢與降水事件關係
日夜力管環流在移行降水事件角色
東亞暖季降水系統變異度
夏季台北盆地劇烈天氣
共計發表SCI期刊論文5篇，中文期刊3篇，
國內外研討會論文8篇。
（三）其他
• 冬季超大胞對流診斷分析與模擬
• 亞洲沙塵暴傳送路徑
• 冬季弓狀回波(bow echo)
• 黛特颱風過山
共計發表SCI期刊論文5篇，國內外研討會論文6篇。
（四）總計發表SCI論文17篇，國內期刊5篇，
專書專章與研討會論文23篇。
二、 回顧台灣地區梅雨季與夏季（暖季）
對流（降水）研究
• 梅雨季(5-6月)：國內外學者眾多，研究成果特多、豐富，
包括個案診斷分析模擬、天氣動力、氣候特徵等方面。
• 夏季(7-8月)：相對較少。近十多年來僅有林與郭(1996)、
陳等(2006)之台灣南部夏季午後對流研究;林與戴(2008)
之台灣北部地區午後閃電特性分析;戴等(2008)台灣北部
地區夏季午後對流閃電與綜觀氣流風向關係探討。
• 暖季(5-8月)：更少，僅陳等(2009a)之5-8月暖季台灣中
北部午後對流特徵研究;陳等(2009b)之暖季弱綜觀強迫下
中北台灣午後對流的氣流特徵研究。
三、 研究動機與目的
動機：對弱綜觀強迫下，台灣中北部午後對流活躍度與
發展速率不了解，預報能力受限。
目的：
1. 利用1999-2006年（缺2003年）5-8月民航局桃園國
際機場都卜勒氣象雷達回波資料，分析弱綜觀環境
條件下台灣中北部176個午後對流個案，依各月之
午後對流日歸類，並依不同地理位置與地形高度分
類，了解氣候特徵。
2. 探討不同地理位置、地形高度月季之對流活躍度與
對流發展速率，以及對流日之對流活躍度與對流發
展速率之特徵。
一些定義：
• 午後對流：
以 0.1° × 0.1° 經緯度網格分析 1100-2000 LST
逐時垂直最大回波（VMI）> 15 dBz之回波區，
當 30 dBz區 > 1/5網格(～24 km2)，該網格即
視為發生午後對流。
• 對流日：
當有7個網格以上發生午後對流時(≧168 km2/24×7)，
該日即選為午後對流日。
• 生命期：
滿足午後對流日條件之時間即為初生期，回波強度
達 50 dBz後，對流網格點數達最大值之時間，
即為成熟期。
• 月季對流活躍度：
各月（或季）於各分區內單位網格之對流總頻率。
• 對流日（即對流個案）對流活躍度：
各月（或季）於各分區單位網格之對流日平均對流頻率。
• 月季對流發展速率：
初生期至成熟期之單位網格總頻率增幅。
• 對流日對流發展速率：
初生期至成熟期之單位網格對流日平均頻率增幅。
• 對流發展移動現象：
反映在不同分區對流發展速率差異。
四、 分類
• 地理位置：北台灣東西區
雪山山脈東西區
中央山脈西區
• 地形高度：北部地區
北台灣（24.5—25 °N）以雪山山脈
山脊線（粗黑實線）為界，劃分為
北台灣東區與北台灣西區。
(註：高度角2 °以下，最遠之南澳3.5 km
以下被遮蔽; 一般 30 dBz > 3.5 km)
依地理差異性將台灣中北部劃分
為北部地區（24.9 °N以北）、
雪山山脈（24.2—24.9 °N）及
中央山脈（23.5—24.2 °N）三
個區域，粗黑實線為雪山山脈與
中央山脈山脊線。（北部地區之
沿海以 、海岸以 、平原以 、
緩坡以 表示。）
五、 研究結果
1. 北台灣西區
(1) 月季對流活躍度
 初生期月對流活躍度有隨季
節演進與高度增加而增大之
現象。
 成熟期月對流活躍度最大出
現在6月山坡，其次為8月山
區。
 最大月對流發展速率發生在6
月山坡。
 除5月午後對流呈滯留發展外，
其他月份對流有從山區/山坡
向西向地形較低地區移動及/
或發展之勢。
(2) 對流日對流活躍度
 初生期對流日對流活躍度亦
有隨季節與高度增大趨勢。
 成熟期各不同地形高度幾均
於6月達最大值，且在山坡上
達到最高峰。
 除平地外之其他地形高度平
均頻率增幅，梅雨季皆大於
夏季，顯然梅雨季對流日之
對流於形成後具有較夏季更
為快速增強發展的特性。
 除5月對流日對流呈滯留發展
外，其他月份對流日之對流
有從山區/山坡向西向地形較
低地區移動及/或發展之勢。
2. 北台灣東區
(1) 月季對流活躍度
 初生期各月最大對流活躍度
均發生在山區。不論任何地
形高度，夏季有比梅雨季更
大對流活躍度。
 成熟期除山區外各高度總頻
率各月均較初生期為大，顯
示對流有由山坡向東向地形
較低處移動及/或發展之勢。
 除5月外各月各高度之對流
發展速率均較西區為小。
(2) 對流日對流活躍度
 初生期各月之對流日之對流
活躍度最大皆發生在山區，
但對流日之對流活躍度梅雨
季比夏季為大。
 成熟期不論任何地形高度，
個案對流活躍度均以5月最
大，又以發展在山坡者為然，
 對流日對流有由山區與山坡
向東移動及/或發展趨勢。
 不論任何地形高度，梅雨季
之個案對流發展速率較夏季
為大，特別是在山坡地形為
然。
3. 北部地區
(1) 月季對流活躍度
 初生期除沿海與海岸地區外，
各月對流活躍度皆隨季節演
進而增大，最大值均發生在
緩坡，並以8月為極大。
 成熟期各月對流活躍度最大
值亦發生在緩坡，並以6月
為極大。
 各月午後對流主要在台北盆
地南側的緩坡上形成並在緩
坡上發展。
 月對流發展速率以緩坡為最
大，並以6月為極大。
(2) 對流日對流活躍度
 初生期各月個案對流活躍度
皆以發生在緩坡上者為最大。
 成熟期各月個案對流活躍度
皆以緩坡最大，且各不同地
形高度梅雨季皆比夏季為大。
 成熟期與初生期之分布相較，
顯示對流日對流移動現象並
不明顯，主要為滯留發展形
態主宰。
 不論任何地形高度，梅雨季
個案對流之發展速率均較夏
季為大，顯然梅雨季北部地
區之午後對流於形成後具有
在當地快速增強發展的特性，
特別是發生在緩坡上的對流。
4. 雪山山脈
(1) 月季對流活躍度
 初生期與成熟期不論東西區
夏季對流活躍度皆較梅雨季
為大。
 成熟期不論梅雨季或夏季西
區對流活躍度均大於東區。
 不論各月或季節雪山山脈西
區之對流發展速率均較東區
為大。
(2) 對流日對流活躍度
 初生期雪山山脈西區夏季稍
較梅雨季活躍，東區則梅雨
季稍較夏季活躍。
 成熟期雪山山脈不論梅雨季
或夏季，西區對流活躍度均
大於東區。
 西區各月之對流日對流發展
速率均較東區為大。不論東
區或西區，梅雨季之對流日
對流發展速率皆較夏季為大。
 不論夏季或梅雨季，西區對
流日對流發展速率均遠大於
東區。
5. 雪山山脈西區
(1) 月季對流活躍度
 初生期月對流活躍度隨季節
演進與地形高度增加而增大。
不論任何地形高度，夏季對
流活躍度均較梅雨季為大。
 成熟期各月最大對流活躍度
均發生於山坡與山區。不論
任何地形高度，夏季大於梅
雨季。
 梅雨季對流在山坡上呈現滯
留發展型態，夏季對流有從
山區向西向地形較低地區移
動及/或發展之勢。
 各月對流發展速率均在山區
與山坡上達最大，特別是6月
尤然。
(2) 對流日對流活躍度
 初生期個案對流活躍度隨季
節隨高度增大。
 成熟期最大對流活躍度除5月
出現在的山區外，其他月份
均發生在山坡上，且於6月達
到最高峰。
 各月個案對流在山區與山坡
發展最為活躍，且呈現近似
滯留發展形態。
 梅雨季山坡與山區個案對流
發展速率最大。
6. 中央山脈西區
(1) 月季對流活躍度
 初生期月對流活躍度以6月
緩坡為最大，6月山坡次之，
緩坡7、8月再次之。
 各月對流主要在緩坡與山坡
形成與發展，呈滯留發展型
態。
 對所有地形高度而言，月對
流發展速率皆隨季節演進而
增大。
(2) 對流日對流活躍度
 初生期各月之對流日對流
活躍度皆以緩坡為最大，
特別是6月。
 成熟期各月各高度之平均
頻率顯著增加，對流日對
流活躍度除5月在山坡上達
最大外，其他月份皆在緩
坡上達最大，並以6月為極
大。
 除山區外之其他地形高度，
對流日對流發展速率均隨
季節演進而增大，並以8月
山坡達極大。
六、總結
北台灣東西區，夏季對流活躍度皆高於梅雨季，
但梅雨季對流日之對流發展速率皆較夏季為大。
西區各月與對流日之午後對流，除5月呈滯留發
展外，其他各月皆有從山區向西向地形較低地區
移動及/或發展之勢，東區午後對流有由山坡向
東向地形較低地區移動及/或發展之勢。
雪山山脈東西區之夏季對流活躍度，亦皆較梅雨
季為大，而西區對流活躍度與對流發展速率，不
論梅雨季或夏季皆較東區為大。
西區各月與對流日之對流活躍度最大均發生在山
坡與山區，且呈滯留發展型態。
中央山脈西區各月對流主要在緩坡與山區上形成，
並呈滯留發展型態。
梅雨季與夏季對流日0000
UTC低對流層850 hPa綜
觀形勢：梅雨季雖太平洋
高壓脊西伸經台灣南端，
但台灣地區較夏季有較強
的西南氣流，較有利於地
形迎風面對流發展。
梅雨季
夏季
梅雨季與夏季對流日0000 UTC合成探空：梅雨季中低對流
層有較夏季更大的暖平流，梅雨季對流可用位能(CAPE)雖
較夏季者為小，但仍有適中的數值(478 m2s-2)，且梅雨季
500 hPa以下之中低對流層垂直風切較夏季為大，即環境條
件仍有利於梅雨季對流於形成後，具有較夏季更為快速增強
發展的特性。