台灣土壤熱擴散係數推估和鋒面過境時之土壤溫度變化探討

蔡子衿(Tzu-Chin Tsai)

指導教授 ： 吳清吉

國立臺灣大學/理學院/大氣科學研究所/碩士(2004年)

https://doi.org/10.6342/NTU.2004.01745

摘要

在邊界層氣-地交互作用中，土壤溫度是地表能量和水氣收支過程中的一個重要參數，而土壤熱擴散係數則為地熱通量和土壤溫度變化的一個重要因子。本文延續吳與許 (2003)的研究，但使用時間解析度較高的7個農業測站(觀音茶改場、桃園農改場、台中農改場、義竹工作站、高雄農改場、台東農改場、蘭陽農改場) 1994至1998年的土壤溫度逐時觀測資料。由平均土壤溫度的年變化，推估土壤熱擴散係數，並和吳與許 (2003)的結果比較而有所不同，其原因在於選取土壤資料的深度不同。對短期地面天氣，則是探討鋒面過境對土壤溫度變化的影響。
文中進一步地分月統計各站平均土壤溫度的日變化，進行調和分析，最後推估各測站分月的土壤熱擴散係數和阻尼深度。7個測站由年變化推估的土壤熱擴散係數在 和 之間，由日變化推估的土壤熱擴散係數在 和 之間，且有季節性的變化。由土壤溫度年變化推估的阻尼深度約在2.5m至4.0m之間，由土壤溫度日變化推估的阻尼深度在10.2cm和20.9cm之間。各個測站推估結果的差異，主要原因在於土壤種類的不同。
為探討台灣鋒面過境時土壤溫度的變化，考慮鋒面影響台灣的氣候特徵，由1994年至1998年間選取的鋒面影響台灣的個案，分季作土壤溫度變化的個案合成，結果顯示鋒面過境對土壤溫度變化的影響，會隨著土壤深度和測站的緯度、高度的不同而有所差異。愈接近地表的土壤溫度下降幅度愈大，但到100cm深度，土壤溫度變化則較不受鋒面過境的影響。
此外，對於伴隨鋒面系統的降水對土壤溫度變化影響，也選擇4個不同降水的個案，並加入土壤水文性質作初步的探討，得知不同降水型態的鋒面系統過境，因滲水深度的差異，對於較深層(50cm和100cm)的土壤溫度的影響也不同。

關鍵字

土壤溫度 ； 鋒面 ； 土壤熱擴散係數

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front ； soil temperature ； soil thermal diffusivity

參考文獻

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吳清吉、許武榮，2003：台灣土壤溫度分析和土壤熱擴散係數推估，大氣科學，31， 115-130頁。

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