- 學位論文
海洋層積雲邊界層中總水含量之微物理定性分析
Microphysical Stability Analyses of Total Water Content in the Stratocumulus-Topped Marine Boundary Layer
摘要
本研究分析海洋層積雲邊界層雲凝結核(CCN)數量濃度(NCCN)之穩定態，以及毛毛雨效應對此穩定態的影響，並診斷總雲水含量與雲凝結核數量濃度間的函數關係，以瞭解Twomey第一與第二間接效應。方法為建立0維海洋層積雲邊界層模式，假設海洋層積雲邊界層均勻混合，則雲滴與CCN數量濃度的平衡受到CCN產生項、氣懸粒子布朗碰併、雲滴粒子自我收集、雲滴碰併成雨滴、雨滴粒子收集雲滴和氣懸粒子等過程控制；雲水含量的變化則考慮毛毛雨移除效應與海表面蒸發量提供之水氣。本研究引用Fu2002年提出的氣懸粒子參數法和Chen and Liu 2004年提出的雲微物理參數法處理以上的過程。 計算結果發現NCCN具有兩個平衡態：較低的平衡態由雲滴粒子自我收集過程和CCN產生項平衡而得；較高的平衡態則主要由氣懸粒子布朗碰併和CCN產生項平衡而致。此兩平衡態幾乎是分別存在，只有在特定的CCN產生速率( S )和相對於特定海溫的海表面蒸發狀態之下才能同時存在。此雙平衡態之存在，造成NCCN穩定態變化的遲滯效應：在S（或海溫）由低值逐漸升高時NCCN由低穩定態跳躍到高穩定態的點，與S（或海溫）由高值降低時NCCN由高穩定態跳躍到低穩定態的點不同。在加入毛毛雨移除雲水的效應時，遲滯效應變得較不明顯。 海洋層積雲邊界層的總含水量和降雨量會隨NCCN變化。較低的NCCN將對應較高的毛毛雨，總含水量與雲水含量因而降低，使雲層較薄。但NCCN降低並無法使雲層無限變薄而破碎，因雲層過薄也會使毛毛雨效應停止。高NCCN時因為降水終止使雲水增多，可能導致雲生命期變長及雲覆蓋面積增加，此結果呼應氣懸粒子第二間接效應。
並列摘要
參考文獻
Albrecht, B. A., 1989: Aerosols, Cloud Microphysics, and Fractional Cloudiness, Science, 262, 226-229.
Ackerman, A. S., O. B. Toon, and P. V. Hobbs, 1993: Reassessing the dependence of cloud condensation nucleus concentration on formation rate. Nature, 367.3, 445-447
_____, _____, J. P. Taylor, D. W. Johnson, ______, R. J. Ferek, 1997: Effects of Aerosols on Cloud Albedo: Evaluation of Twomey’s Parameterization of Cloud Susceptibility Using Measurements of Ship Tracks
Baker, M. B., 1993: Variability in concentrations of cloud condensation nuclei in the marine cloud-topped boundary layer. Tellus, 45B, 458-472.
____, and R. J. Charlson, 1990: Bistability of CCN concentrations and thermodynamics in the cloud-topped boundary layer. Nature, 345, 142-145.
延伸閱讀
- 陳可恭（2002）。二維地電阻率影像剖面法在地下水測勘上之應用與分析－以海岸沙丘下淡／鹹水界面測繪為例。宜蘭技術學報，(9)，147-158。https://doi.org/10.6179/nit.2002.09.23
- Kao, L. J. (2008). 利用資料探勘及模糊推論技術預測海水溫度與鹽度變化之研究 [doctoral dissertation, Tatung University]. Airiti Library. https://www.airitilibrary.com/Article/Detail?DocID=U0081-0607200917243514
- 鄭光佑、黃文樹、詹仕堅、蔡衡（2014）。海岸山脈東翼南段水系面積高度積分之探討。中國地理學會會刊，(53)，35-49。https://doi.org/10.29972/BGSC.201412_(53).0003
- Archibald, A. T., Tonokura, K., Kawasaki, M., Percival, C. J., & Shallcross, D. E. (2011). On the Impact of HO2-H2O Complexes in the Marine Boundary Layer: A Possible Sink for HO2. Terrestrial, Atmospheric and Oceanic Sciences, 22(1), 71-78. https://www.airitilibrary.com/Article/Detail?DocID=10170839-201102-201102160016-201102160016-71-78
- Liu, C. H. (1998). Numerical modelling of atmospheric boundary layer with application to air pollutant dispersion [doctoral dissertation, The University of Hong Kong]. Airiti Library. https://www.airitilibrary.com/Article/Detail?DocID=U0029-1812201200007778