龍王颱風(2005)雨帶結構及其地面觀測特徵

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題名:	龍王颱風(2005)雨帶結構及其地面觀測特徵
作者:	蔡嘉倫
貢獻者:	地學所
關鍵詞:	颱風雨帶雙都卜勒雷達三都卜勒雷達弧形雷達回波
日期:	2013-06-20
上傳時間:	2013-09-12
摘要:	螺旋雨帶為颱風中主要的特徵之一，然而颱風雨帶的形態相當多元及複雜，因此對雨帶有更完整認識是相當重要的。本文利用高解析度的地面測站及雷達資料，針對龍王颱風(2005)當中通過臺灣北部的兩個雨帶(R1與R2)進行研究。主要目的為瞭解R1與R2內各種地面參數細微之變化特徵，並使用多都卜勒雷達分析雨帶內的氣流及降雨結構特徵，以及探討其發展及維持的可能機制。由高時間解析度的地面觀測資料顯示，R1與R2在通過各測站時所觀測到的氣象參數變化相當類似。地面擾動氣壓會先在雨帶外側下降並在內側上升，氣溫在雨帶中心軸通過後會有顯著的下降。垂直雨帶氣流(Vc)在擾動氣壓開始上升同時會有明顯的減速。降雨集中在雨帶內側區域，此區的相對濕度會有些微增加，但大都是未飽和的狀態。早期資料受觀測技術限制，僅能對雨帶地面參數變化進行粗略且模糊的定性描述。但透過本研究，對於雨帶內各地面參數產生變化的確切時間、位置及擾動程度，已有詳細的定量分析探討。利用三都卜勒雷達風場合成可分析降水與三維氣流結構資料。結果顯示，R1與R2的寬度約為15~30公里，Vc在雨帶前方與外側皆為內流，後方低層有外流存在並延伸至雨帶內側，平行雨帶氣流(Va)的最大值出現在中心軸附近約3公里高。主要對流降雨區中的垂直速度大部分為正值，在兩側邊界外的融解層以下為負值。本研究利用擾動氣壓診斷方程來估計對流效應在R1與R2內觀測擾動氣壓的貢獻程度。診斷結果顯示，對流效應對擾動氣壓的貢獻僅佔實際觀測值約30%~57%。由地面觀測資料顯示擾動氣壓隨時間會有著規律的週期與振幅變化，當R1與R2通過地面測站時其振幅會有顯著的放大。結合這些診斷分析可推論R1與R2內的擾動氣壓變化，應來自對流與大氣波動交互作用之結果。透過詳細的雙都卜勒分析顯示，R1在不同時期的降雨及氣流結構會有顯著差異。R1在前期離颱風中心較近，結構特徵較為二維。但在後期距離中心較遠時，則呈現多樣性的三維結構。地面觀測資料顯示氣溫與降雨率在不同時期也會有明顯的差異，前期的氣溫下降趨勢較為平緩且強降雨集中在雨帶內側，但在後期氣溫可驟降約4.5℃，降雨區則位於外邊界附近且相對較弱。這些前後期結構差異主要可能與環境條件的改變有關，而環境條件會因為R1與颱風中心距離不同而有所差異。除了上述的分析之外，本研究也探討R1在登陸期間的結構特徵。由雷達觀測顯示R1的帶狀降雨回波結構並無受地形破壞而消散，在開始遭遇到地形時其回波強度會些微增強，但隨即會逐漸減弱，離開地形時其對流會重新組織且增強，並維持帶狀組織持續向外傳播發展。登陸前的內流邊界隨高度向外側傾斜發展，通過地形時內流邊界則變為平緩且無傾斜，但在離開地形時又會重新開始出現向外側傾斜的結構。透過此分析結果可知臺灣北部地形對R1內降雨及氣流結構的發展有相當程度的影響。本研究更針對R2內的弧形雷達回波 (ASREs)特徵進行詳細的降雨及氣流結構探討。分析結果顯示ASREs的前緣為對流降雨區，此區為前方內流與後方外流(rear-to-front flow)輻合的位置，在後方外流區西(東)側可發現水平尺度約為十公里之氣旋式(反氣旋式)的渦漩結構。前方內流與後方外流在對流降雨區抬升並隨高度向後方傾斜，後方外流的邊界約為3公里高，內側主要為層狀的降雨。透過地面資料與雙都卜勒分析顯示，在R2內所觀測到的弧形回波結構特徵可能主要與冷池發展有關。綜合以上探討發現ASREs的降雨及氣流結構與颮線相當類似，但與典型principal band卻有明顯的差異存在。
顯示於類別:	[地理學系] 博碩士論文

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