研究生 楊憶婷
Yi-Ting Yang
    論文名稱 微波 衛星觀測西北太平洋雙眼牆颱風特性之探討
    論文頁數 131
     關鍵字 雙眼牆 Concentric Eyewall

微波衛星觀測 Microwave Satellite Observation

眼牆置換 Eyewall Replacement Cycle
  T-Vmax 圖
T-Vmax diagram

不對稱對流
Convection
[摘 要]

    本研究發展一客觀方法判斷雙眼牆結構。此法直接從 SSM/I 及 TMI 85GHz 衛星雲圖得到颱風的雲頂黑體輻射溫度,並設定標準判斷雙眼牆結構。透過這個 方法我們一共分析了 1997 至 2011 年間西北太平洋 26774 張微波衛星雲圖,共判 斷出 234 個雙眼牆微波衛星雲圖、77 個雙眼牆颱風以及 95 個雙眼牆颱風個案, 其中包含了 16 個多次形成雙眼牆的個案。研究中包含:(1)西北太平洋 15 年間 雙眼牆颱風的氣候統計、(2)雙眼牆形成後的結構變化,及(3)雙眼牆形成前的不 對稱對流分析。
    (1) 在氣候統計的研究中,我們將 Niño Index 達到+0.5oC 和-0.5oC 連續 5 個 月時,定義為暖期及冷期,比較了暖期和冷期形成的雙眼牆颱風。在暖期時,因 為太平洋東側的海水相對溫度比平常時期高,雙眼牆颱風形成位置偏東,而且有 較高比例的雙眼牆颱風生成,並且雙眼牆形成前後 24 小時期間可能因為沃克環 流相對減弱,850-200 hPa 的垂直風切較弱,可能的原因是由於暖期的東側太平 洋海水溫度較高,導致暖期的雙眼牆颱風強度較強,較能維持其強度。
    (2) 雙眼牆的結構變化研究中發現,雙眼牆形成後不單只有一般所熟知的外 眼牆內縮並取代內眼牆的眼牆置換過程(Eyewall replacement cycle, ERC),有 23% 的雙眼牆颱風可以維持雙眼牆結構很長的時間(Concentric eyewall maintained, CEM),另外約 24%個案是由外眼牆部分消散,而內眼牆仍然存在(No replacement cycle, NRC)。分析這 3 種結構特徵及環境因子隨時間變化,顯示 CEM 個案強度 較強、兩個眼牆間的弱對流區(moat)及外眼牆較寬,根據正壓理論較為穩定,此 外這一類個案形成於較好的環境,有利於其維持結構。NRC 個案則是平均形成 位置較高緯度並且向北移動的速度較快,容易遭遇到強垂直風切等不利的環境, 導致外眼牆部分開始消散。ERC 個案則因為環境因子沒有明顯的特徵變化,可 能是由內在動力控制。本研究也發展了 T-Vmax 圖,將以颱風為中心的 400 km× 400 km 範圍內對流強度(Convection activity, CA)與強度隨時間變化同時包含於圖中,希望可以提供颱風預報參考。
    (3) 在雙眼牆形成前的不對稱對流分析中,我們發現對流分布都坐落在下風
切處的左側,沒有形成雙眼牆的個案在垂直風切下風切處左側的不對稱對流,比 雙眼牆的個案略強,可能的原因是沒有形成雙眼牆的個案垂直風切也較強的緣故。 從雙眼牆生成季節來看不對稱對流的分布,我們發現 4-6 月及 7-9 月間,不對稱 對流分布於東南側至南側,10-12 月間則分布於北側。將雙眼牆個案分為南側不 對稱對流主宰及北側不對稱對流主宰,兩者的平均垂直風切方向分別為東北風及 西風,南側主宰的個案颱風強度略強,但是在形成雙眼牆的地理位置上來看,形 成的緯度沒有明顯的差異,形成的經度則是北側主宰偏東,南側主宰平均偏西, 也處在較有利的環境下,可能也因此強度較強。