Rainfall Simulation Associated with Typhoon Herb( 1996 )near Taiwan Rainfall Simulation Associated with Typhoon Herb( 1996 )near Taiwan. Part I:The Topographic Effect Wu,Chun-Chieh,Tzu-Hsiung Yen,Ying-Hwa Kuo,and Wei Wang,2002:Rainfall Simulation Associated with Typhoon Herb(1996)near Taiwan. Part I:The Topographic Effect. Weather and Forecasting,Volume 17,1001-1015. 報告人:蔣忠廷 指導教授:楊明仁老師
賀伯颱風 登陸地點:台灣東北部(宜蘭) 登陸時間:07/31/1996 1444UTC 颱風強度:強烈 最大近地面風速:65m/s 最低中心氣壓:910hpa 造成災害:航空、鐵路交通全面停飛、停駛,公路坍方、橋樑斷裂,嚴重受損。中、南部沿海地區海水倒灌,台北市、縣地區多處嚴重淹水。南投縣水里鄉、信義鄉、鹿谷鄉山洪爆發,多人慘遭活埋,有51人死亡,22人失蹤。 特色:西北颱,明顯的強烈地形雨,損失慘重,台灣自此後有明顯的土石流
觀測累積雨量 兩大降雨中心:阿里山,鳥嘴山 時間: 0000UTC 07/31 ~ 0000UTC 08/01
研究目的 測試中尺度大氣模式(MM5)模擬Typhoon Herb(1996)的能力,包括其路徑、強度、及詳細的降雨分布情形
實驗設計 初始及邊界資料:EC-TOGA 固定SST:NCEP 週平均資料 垂直23層sigma coordinate layers 模擬時間:07/30 0000 UTC ~ 08/01 0000 UTC
四層水平巢狀網格(60km,20km,6.7km,2.2km)
實驗方法 比較不同的模式網格解析度(E60,E20,E6.7,E2.2) 控制地形效應的有無(E6.7/NT) 移除初始場,分析其影響(E6.7/NB) 水平網格不變,只改變地形解析度(E6.7/20,E2.2/6.7)
Horizontal grid spacing Model topography resolution Bogusing Expt Horizontal grid spacing Model topography resolution Bogusing E60 60 Yes E20 20 E6.7 6.7 E2.2 2.2 E6.7/NB None E6.7/NT E6.7/20 E2.2/6.7
實驗步驟 A.路徑及強度模擬 B.降雨模擬 b1-改變模式解析度 b2-地形與初始場的影響 b3-改變水平網格/地形解析度
A.路徑及強度模擬
四條路線都從台灣北部橫掃而過 (JTWC:38h~43h,E6. 7:32h~38h) E6 四條路線都從台灣北部橫掃而過 (JTWC:38h~43h,E6.7:32h~38h) E6.7/NB因強度較小,受駛流場影響較大,所以會晃來晃去 登陸時E6.7有小偏轉,推測是受了中央山脈的影響,但是整體路線與E6.7/NT差不多,顯示中央山脈對賀伯颱風路徑的影響不大 颱風路徑圖
海平面氣壓圖 E6.7 JTWC JTWC(6-h interval) E6.7,E6.7/NB,E6.7/NT(2-h interval) E6.7剛開始比JTWC大5hpa,但登陸後有抓到其變化趨勢 E6.7/NT登陸前跟E6.7一樣,登陸後強度只有小幅減少 海平面氣壓圖
B.降雨模擬
b1(E60,E20,E6.7,E2.2) 陰影:地形 封閉曲線:雨量 0000UTC 07/31 ~ 0000UTC 08/01 降雨集中在西邊,且低估雨量 陰影:地形 封閉曲線:雨量 0000UTC 07/31 ~ 0000UTC 08/01
觀測雨量分布 Rainfall contour interval:200mm Terrain contour interval:500m 有抓到兩大降雨中心 E2.2高估CMR南端降雨量
累積頻率y=(超過x公釐雨量的網格點數)/(總網格點數)*(100%) E2.2幾乎與Observation重合 E6.7與E2.2是模擬賀伯颱風在台灣的雨量分布最適當resolution 累積頻率y=(超過x公釐雨量的網格點數)/(總網格點數)*(100%)
b2(E6.7/NT,E6.7/NB) E6.7/NT與E6.7的降雨分布比較起來,E6.7/NT的降雨比較分散,E6.7則較集中在CMR西側迎風面;而累積雨量的極大值E6.7/NT也比E6.7大約少了50%以上 E6.7/NB的累積雨量跟E6.7比較起來,在阿里山少了16%,在鳥嘴山少了35% E6.7/NT due to 地形抬升 E6.7/NB due to 颱風強度
b3(E6.7/20,E2.2/6.7)
阿里山地區 E20 E6.7/20 E6.7 E2.2/6.7 E2.2 24h平均累積雨量AR(mm) 385 453 565 666 788 AR增加百分比 0% 17.70% 19.80% 17.90% 15.50%
累積頻率
b4 WF=0.6W 0200~1400 UTC 垂直速度-時間 0200 UTC 07/31 ~ 0000 UTC 08/01 us:在σ=0.995的風速 0200~1400 平均Wf=60%W during heaviest rainfall period 垂直速度-時間 0200 UTC 07/31 ~ 0000 UTC 08/01
降雨、Wf、地形高度趨勢圖 Along 23.3°N,120~122°E Wf Max Wf Max Rainfall Max 最大降雨皆在地形的西側 Wf與地形對應的不錯,其極值出現的位置在降雨極值出現的位置前面 Rainfall Max 降雨、Wf、地形高度趨勢圖 Along 23.3°N,120~122°E
垂直運動與潛熱釋放 Peak velocity and latent heating reduced due to 1.model resolution reduced 2.terrain resolution reduced
結論 在良好的颱風路徑預測下,高解析度大氣模式(MM5)能成為預測颱風在台灣地區累積雨量及降雨分布的有利工具,而其模式水平網格/地形解析度愈高,愈能接近真實情況 降雨模擬的結果顯示:模式水平網格/地形解析度對累積雨量的影響是一樣大的,但是降雨分布情形較受地形的控制 模式中還有許多不完善之處,如初始資料的品質、降雨微物理機制過程等,未來將朝這些方面改善
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