研究生 林熺閔  
    論文名稱 1994年南台灣夏季午後對流系統之研究
    論文頁數 243
     關鍵字 夏季  
對流系統  
南台灣  
[摘要]

本研究的目的在於探討南台灣地區,夏季期間在微弱綜觀強迫的環境條件下,因地表加熱及地形效應影響所引發的午後對流降水。條件不穩定的大氣在環境風場和局部環流所產生強迫作用,於背風面激發長生命期的對流系統,在此對流系統的演變過程中,地形效應、地表加熱及科氏力的存在皆扮演一定而重要的角色。我們希望借由觀測分析和數值模擬結果的相互印證,探討午後對流降水分布的特徵及演變過程,並利用數值實驗詳細探討激發午後對流的動力強迫機制及影饗此機制的主要因素。

1994年夏季太平洋副熱帶高壓位置偏北,低層環境為東風分量主宰,台灣地區之總降雨量遠多於前後兩年,其中屬於午後對流的降雨大多發生在中南部山坡地區,最大降雨區的分布明顯偏南。本文利用密集的西部自動雨量站資料及逐時衛星雲圖,分析6個午後對流的觀測個案,並利用科羅拉多州立大學的三維非靜力模式(RAMS),以5公里水平解析度的嵌套網格(Nested Grid)作個案模擬及數值實驗,利用模擬與觀測結果的相互印證,探討整個對流系統的激發、維持與移動的過程。

至於對流尺度的內部結構,由於模式解析度的限制,本研究將不作深入的所使用的5公里並不足以有效的解析單一對流胞的對流尺度結構綜合觀測及模擬的結果顯示,低Fr(Froude Number)氣流配合地表加熱過程,在背風面的山坡上形成一條約略與山脈平行的輻合帶,此輻合帶配合背風面的上坡風即為激發午後對流的主要機制。整個對流系統透過許多罩一對流胞的新生、分裂及合併的過程,在此輻合帶上移行發展以維持長生命期約6-8個小時,而單一對流胞的生命期約僅1-2小時。在對流發展的後期,地面觀測資料及模擬結果也都可以分析出伴隨對流降雨的冷空氣及低層外流等特性。

數值實驗的測試結果顯示,風速增強不利北部及山區對流的發展,環境風速愈強,降雨愈近平地及海上。模式中包含冰晶時,對流的上升速度較強。科氏效應及台灣的地形效應都會加強北邊的繞山氣流,因此而加強南邊的輻合強度,有利對流在南部發展。地形愈低,因上坡風引起的強迫作用愈弱,對流發生的時間愈晚。只要有地形效應存在,不論有沒有海風,都可激發對流。當海風效應減弱時,對流發展較慢,顯示海風在對流的激發過程中,雖然沒有決定性的因素,但海風仍有助於對流的發展。只有在地形很低或沒有地形效應時,海風的效應才會顯現出來,沒有地形只有海風仍然可以激發對流,但對流發生的時間落後有地形效應者約2個小時。