冬季冷鋒氣候合成與個案數值研究

曾文綱

指導教授 ： 簡芳菁

國立臺灣師範大學/理學院/地球科學系/碩士(2007年)

摘要

本文主要分成二部份討論台灣冬季冷鋒。前半部利用NECP reanalysis的資料將1948?2006年間通過台灣的冬季冷鋒，以北台灣降溫幅度分成極強寒潮、強寒潮、中寒潮，共三類，並使用合成分析法(composite analysis)求取北台灣地區寒潮爆發前後各層的平均氣象場，並討論各強度寒潮綜觀天氣系統的差異；後半部選定2007年3月4日極強冷鋒個案及2006年2月16日強冷鋒個案，以COAMPS模式進行中尺度的數值模擬，並分析不同強度冷鋒在通過台灣地形時，其天氣系統相異之處。
由58年的合成分析中，可以發現這三類寒潮在綜觀尺度的高低壓系統、溫度場及風場配置是相似的，僅在氣象場有明顯的差值存在。以極強寒潮為基準討論，在寒潮爆發前48小時，大陸高壓其中心位置約在貝加爾湖西南方隨著高度往西北傾斜，並伴隨低溫中心；在高壓南緣有明顯的鋒面溫度梯度，且蒙古、華北一帶有強勁的北風，使得華中地區有明顯的冷平流效應。寒潮爆發前24小時，高壓及低溫中心南移至蒙古、華北，此時鋒面伴有明顯南北風風切，位置由黃海往東南延伸至海南島北方；寒潮爆發當時，高壓已移至華南，台灣受鋒後冷氣團影響溫度降幅可達10℃，且海上北風分量遽增。
針對中尺度的個案模擬結果分析，冷鋒通過台灣地形時，在台灣地形東側會產生冷空氣堆積，形成中尺度高壓造成北風加速；台灣海峽上受管道效應影響，在高度500公尺增強北風風速；由於冷鋒強度不同，極強個案鋒後氣流出海位置於長江以南並主要通過台灣東側，使得台灣東側的風場加速度大於西側；對強冷鋒而言，氣流出海範圍在長江以北，氣流平均通過台灣東西二側，故東側加速度較極強個案弱、西側較極強案個案強。比較鋒面通過地形的結構變化，發現鋒面在通過地形前鋒面高度較低，經過地形後鋒面向上發展，其中以強冷鋒的發展高度較高；風場上，台灣東側的風向風速改變皆較西側劇烈。

關鍵字

氣候合成平均 ； 冷鋒 ； 寒潮爆發 ； COAMPS

參考文獻

簡芳箐，林勝峰，2004：冬季冷鋒個案之數值研究。大氣科學，32，141-159。

蔡清彥，1984：大尺度擾動與寒潮爆發。大氣科學，11，71-83。

黃鴻榮，蔡清彥，1983：台灣地區寒潮個案之次環流系統。大氣科學，10，57-74。

陳泰然，林銓，1982：伴隨寒潮爆發之冷鋒過境高雄國際機場之鋒面合成結構分析。大氣科學，9，33-41。

任立瑜，蔡清彥，1981：台灣地區寒潮合成天氣之研究。大氣科學，8，67-79。