侵台颱風之飛機偵察及投落送觀測實驗之資料分析與驗證(2003)

為期三年由國科會贊助的「侵台颱風之飛機偵察及投落送觀測實驗(Dropsonde Observations for Typhoon Surveillance near the TAiwan Region, DOTSTAR)」(吳2003) 從2002年8月正式開始執行，經過2003年5、6月成功的測試飛行後，於2003年8月正式開始進行真實颱風之觀測任務。至今，已執行七次的觀測任務[2003年的杜鵑颱風(1次)與米勒颱風(1次)，2004年的妮妲颱風(1次)、康森颱風(1次)與敏督利颱風(3次)(2004年)]。本研究中，我們針對2003年兩個颱風共26筆觀測資料進行分析與研究。從投落送的高密度垂直觀測資料對颱風進行熱力與動力結構分析發現，中度颱風杜鵑從低層(925 hPa)到高層(200 hPa)具有明顯的氣旋式風場結構，且高層的風速仍高達約20 m/s，表示杜鵑颱風為一個結構紮實且具有良好垂直發展的颱風；此外，投落送2至投落送7因為投擲地點在颱風螺旋雨帶中間的下沈氣流區，因此，所量測到的中高層大氣狀態較為乾燥。輕度颱風米勒在中低層約維持在10~15 m/s左右，而在高層(200 hPa)其西南方量測到明顯的反氣旋式環流，並且受到菲律賓地形破壞與接近台灣南部地形的影響，米勒颱風的暖心結構明顯向北方略微傾斜。風場驗證方面，衛星雲導風與QuikSCAT的平均風速誤差約在5 m/s，而平均角度誤差約在28度，若採用MBL及WL150(Franklin 2003)的方法估計海表面風場以增加個案數，平均風速誤差約略相等，但平均角度誤差卻高達約40度。因此，就兩者風場的驗證而言，無論在風向或風速上的表現，均顯示較大的誤差，有效樣本數不足為其主要因素。在颱風海洋邊界層方面，利用相對濕度、比濕、虛位溫、相當位溫與飽合相當位溫這五個大氣熱力參數在海洋邊界層的垂直剖面，決定海洋邊界層的發展高度。杜鵑颱風的海洋邊界層高度約在700 ~ 1000公尺之間，而米勒颱風則是在400 ~ 600公尺，顯示較強的颱風海洋邊界層發展較高。但是較為特別的是，杜鵑颱風第8顆投落送所量測到的海洋邊界層高度只有約170公尺。另外，艾克曼螺旋的邊界層風場特徵結構在部分投落送的海洋邊界層風場觀測中可被發現，這清楚地顯示海洋表面對颱風海洋邊界層的風場結構有所影響。在海氣能量估計方面，對於杜鵑颱風來說，在颱風下沈氣流區的投落送所量測到的潛熱通量較在颱風中心對流區的投落送所量測到的為大，但是可感熱通量卻呈現相反的趨勢，此外，使用Wang(2003)的方法估計能量通量，潛熱通量約比Chou(1993)所估計的提高20 ~ 30%左右，可感熱通量則提高15 ~ 25%(第7顆投落送除外)。對於米勒颱風而言，除了第7、8顆投落送的潛熱通量約達120 W/m2之外，其餘的潛熱通量均低於50 W/m2，而可感熱通量亦均在20 W/m2之內，上述的能量通量估計結果顯示海洋與大氣之間的溫度與水氣並沒有太大差距，而米勒颱風本身的強度較弱使得近海表面的風速偏小亦是影響颱風能量通量大小的另一個可能因素。本研究中，先針對2003年的投落送觀測資料進行先期的分析與驗證工作，以建立一套完整的投落送資料分析流程與研究基礎。相信未來追風計畫取得更多的投落送觀測資料時，相關研究結果將會更具有代表性與學術價值。

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投落送；追風計畫

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DOTSTAR

參考文獻

吳俊傑、郭鴻基、林博雄、葉天降、陳台琦、洪景山、劉清煌、林沛練，2003: 「颱風重點研究」暨「侵台颱風之GPS Dropsonde飛機偵察觀測實驗」。中華民國氣象學會會刊。第四十四期，1-14。

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