Progress report 2009/03/19

研究流程 CASC2D 敏感度分析 都卜勒雷達 雙偏極化雷達 流量 分析 第二部份 第一部份 WRF模擬網格大小9km 目的 分成兩個部份

雨量輸入 雷達估計降水--- KDP-R ZH-R(300) ZDR-R DSD-R Zh-R(Steiner) 雨量內插--- 雨量站 雷達估計降水--- KDP-R ZH-R(300) ZDR-R DSD-R Zh-R(Steiner) 雨量內插--- 距離平方反比權重 徐昇式多邊形法 雨量站

模擬區域--石門水庫霞雲集水區 集水區面積為623平方 公里，土壤以壤土為 主，山區多為闊葉林 及混合林為主。 數值高程資料（DTM） 為農林航測所製作， 網格解析度為40公尺， 本研究將資料內插到 網格解析度為200公尺。 區域

CASC-2D敏感度分析

各個項目 以及其他的初始設定

第一部份 WRF模擬 2005年龍王颱風降雨

WRF模式設定 初始場資料： NCEP-FNL資料(網格大小：1º*1 º) 模式設定： 項目 參數 模擬四層 水平網格間距 81km、27km、9km、3km 網格點數 100*70、112*85、97*82、85*67 積分時間 243s、81s、27s、9s 垂直分層 30層-σ level 模擬時間 36小時 邊界層參數法 YSU邊界層方法 雲微物理參數法 Lin et al.(1983) 積雲參數法 Grell-Devenyi(2002) 輻射參數設定 長波(RRTM) 短波(Dudhia 1989) 四層網格 三倍：有限差分 Yonsei University （簡稱YSU，Hong and Pan 1996） Rapid Radiative Transfer Model. Mlawer et al. 1997

模擬結果 士杰學長的模擬結果 自己的模擬結果 摘至中央氣象局網站http://www.cwb.gov.tw/

流量模擬 WRF-9KM WRF-3KM RMSE 1.96 13.64 EFFIC -4.22 -66.48

2001年納莉颱風 五分山雷達資料推估降雨流量模擬結果 第二部份 2001年納莉颱風 五分山雷達資料推估降雨流量模擬結果

雨量結果 1.第一個peak修正後仍然低估，第二個peak高估

流量結果 1.第一個洪峰值的流量低估可能的原因在於一開始的設定上假設為乾燥地表導致低估M，另外則跟上一張投影片結論一樣雷達的第一個洪峰值得低估

2005年龍王颱風 雷達推估降雨結果及 CASC2D與FLO-2D的流量比較 第二部份 2005年龍王颱風 雷達推估降雨結果及 CASC2D與FLO-2D的流量比較

RMSE EFFIC IDW Theissen KDP-R ZH(300)-R ZDR-R DSD-R ZH(S)-R CASC-2D 0.83 0.926 0.8589 1.67 4.22 0.88 2.81 CASC-2D(AVG.) 0.80 0.87 1.60 3.97 0.91 3.03 FLO-2D 0.77 0.82 1.46 6.01 0.86 EFFIC IDW Theissen KDP-R ZH(300)-R ZDR-R DSD-R ZH(S)-R CASC-2D 0.39 0.133 0.23603 -10.70 -78.38 0.04 -31.88 CASC-2D(AVG.) 0.68 0.22 -7.02 -64.09 -0.11 -31.76 FLO-2D 0.52 -7.60 -80.23 0.21

THE END~~~~~

雷達降雨估計 Z-R relationship(張偉裕2002、 Javier et al.,2007) 層狀降水a=302.6、b=1.28 對流降水a=268.9、b=1.34 B=3.77 對流層狀判斷:Steiner法(Steiner et al.1995)

雷達降雨估計 KDP-R relationship r1 r2

雨量內插方法 距離平方反比 雨量站4 雨量站1 D4 內插點 D1 D3 D2 雨量站3 雨量站2

雨量站內插 徐昇式 雨量站2 雨量站1 雨量站3

dry Hf 溼潤邊緣壓力 wet

對流降水與層狀降水的判斷 Steiner法(Steiner,1995) 取自Steiner et al.，1995 對流降水中心 對流降水 判斷位置 網格降水資料點 位於對流中心影響半徑內 層狀降水 1.為何要用Steiner 法？ 2.第一部份回波強度與平均背景回波強度的差值達到以下的條件為對流降水中心 第二部份則針對對流降水中心的回波值判斷影響半徑 位於對流中心影響半徑外 Zg : 網格回波強度（dBZ） MBR:平均背景回波強度（Mean Background Reflectivity) (dBZ)

雷達估計降雨公式 差異反射率（ZDR）與降雨關係式—R3 A=3*10-3 B=1.22 (Zrnic et al .,1999) 1.Aydin and Giridhar(1992) A=2.37* 10-3 B=1.17 2.Scarchilli(1993) A=3.61*10-3 B=1.28 (Zrnic et al .,1999)

雷達估計降雨公式 雨滴粒徑譜與降雨關係式—R4(DSD-R) (In ms-1 for Deq in mm) (Doviak and Zrnic, 1993)

雷達估計降雨公式 Λ：斜率 μ：散佈形狀因子 N0：常數 (Brandes et al. , 2002) Zhang(2001) 利用雨滴譜資料反演GM 發現有良好約束關係 Brande提出新的關係式 1.將1帶入3 2.因有ZDR可求出mu 3.帶回1可求lum 4.全丟進2在加上有zh觀測值 可求得N0 Λ：斜率 μ：散佈形狀因子 N0：常數

評估方式 RMSE(root mean square error) Qis為第i筆模擬流量值(m3/hr)、 Qio為第i筆觀測流量值(m3/hr)、 N為觀測資料與模擬資料之個數。 RMSE 值越小代表模擬流量結果越好。

評估方式 EFFIC（efficiency coefficient）(Kirkby et al. 1987) Qio為第i筆資料的觀測流量(m3/s) Qis為第i筆資料的模擬流量(m3/s) 為觀測值的平均流量(m3/s)，n為觀測資料與模擬資料之個數 EFFIC等於1則表示模擬值與觀測值完全符合，若等於0表示模 擬結果有達到觀測流量平均值的水準，所以效率係數值越接近1 模擬結果越佳。 /kɝbi/