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本論文利用球座標等熵面上的帶狀化時間，診斷中緯度槽線窄化與割離低壓形成的過程、南極極渦波動破碎，以及梅雨鋒生的個案。流體細絲帶狀化的概念源自亂流，帶狀化時間的定義為渦度梯度成長率的指數折疊時間。研究結果顯示，帶狀化時間可以清楚定量地提供槽線窄化及切斷的位置與時間尺度。比較不同緯度槽線窄化的過程，顯示較高緯度槽線窄化的過程較低緯度快，所對應的帶狀化時間亦較短。由梅雨鋒生個案的研究，顯示帶狀化時間的分析結果與變形部分的鋒生函數十分吻合。而在計算帶狀化時間的過程中，我們可忽略地球曲率項以達到簡化的目的；但為保持精確度需保留等熵面上的輻散項。我們亦進一步推導包含非絕熱過程的帶狀化時間，比較結果發現，包含非絕熱過程在槽線割離的過程中，會診斷出更多的快速帶狀化區域；而在梅雨鋒生的個案中，使帶狀化時間的診斷與鋒生函數的診斷更為吻合。我們亦利用正壓模式模擬中心渦旋與外圍對流的交互作用，比較強迫作用的時間尺度與帶狀化時間的長短對於渦旋模擬的影響。同時，為了使高解析度的數值計算能更有效率，我們也發展出了切比雪夫波譜法搭配區域切割的平行計算方法。本論文研究結果顯示，帶狀化時間的診斷有助於分析綜觀尺度帶狀的流體。 |