臺灣北部梅雨季極端降水個案之系集分析與可預報度研究

Ensemble-based Analysis and Predictability of An Extreme-precipitation Event over Northern Taiwan in the Mei-yu Season

李名翔(Li Ming-Siang)

指導教授 ： 王重傑

國立臺灣師範大學/理學院/地球科學系/碩士(2020年)

https://doi.org/10.6345/NTNU202001022

摘要

本研究針對2017年6月初的梅雨個案，並著重於6月2日當日北部地區的極端降雨事件，進行系集敏感度分析（ensemble sensitivity analysis, ESA）與可預報度的探討。該事件在短短12小時的最大累積雨量就達到641毫米的驚人雨量，並造成北部地區多處產生積、淹水現象。但在事件發生前，多數的數值模式都無法很好掌握北部地區的極端降雨，嚴重低估雨量，不利於事前的防災準備。
本研究採用45個成員的系集預報，透過5種技術得分（TS、BS、POD、FAR、FSS）的計算，來評估各成員的表現。結果顯示相較於24小時累積雨量，12小時累積雨量的得分都較低，且北部地區BS得分大多小於1（預報不足），顯示模式對於北部的短時強降雨較難以掌握，可預報度偏低。
而在系集敏感度分析方面，選取北部地區（東經120.9－122.1度，北緯25.0－25.5度）的平均6小時累積降雨量（6月2日0300－0900 LST）當作反應函數（response function）的結果顯示，影響北部地區降雨的因子主要有（1）鋒面位置和移速（2）鋒面強度（3）環境水氣含量（4）低壓擾動（5）中低層槽線，而這些因子彼此之間也互相影響。中低層槽線的位置與移速會影響到地面鋒面的位置和移速，進而導致主要降雨位置的差異，而低壓擾動的生成與發展又與對流密切相關，當低壓擾動生成後，除了會改變降雨位置的分布，也有助於將鋒後冷空氣帶至較南邊的位置，若鋒面因此南移至臺灣西北近海一帶，再配合地形阻擋使得海峽西南風增強，讓此區域的輻合作用增強，此區域恰好為北部地區降雨的上游位置，加上因輻合而加強的鋒生作用，使鋒面強度增強，而鋒生作用又會影響到鋒面的移動速度，使鋒面移動速度較慢並增強對流發展，造成北部地區產生較多的降雨。
透過高解析度實驗，顯示了提高模式的解析度是有助於改善此極端降雨事件的預報結果。另外，初始與邊界條件的品質好壞對於模式結果也有重大影響。當初始與邊界條件能較好地反映真實大氣的情況時，模式才較有機會能預報出較好的結果，進而提高可預報度。

關鍵字

梅雨鋒面 ； 臺灣北部極端降雨 ； 技術得分 ； 系集敏感度分析 ； 可預報度

並列摘要

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參考文獻

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