GPS可降水量資料同化分析－以2009年莫拉克颱風為例

Abstract

統計過去20年間，於西北太平洋地區，進入中央氣象局颱風警戒區域範圍，發布颱風警報的颱風計有125例，相當於台灣地區每年平均約受到6 25例颱風影響。颱風帶來的狂風、暴雨引發的災害，對台灣地區經濟、交通及農作物影響甚大。颱風季節帶來的豐富水量，為台灣島上重要的水資源來源，而颱風移動速度、移動路徑、強度、水氣量以及地形等因素，使得各地區降水量分布差異，故有效預報降水量應視為一項重要課題。 近20年間，GPS衛星觀測應用廣泛，不受空間、時間限制，可克服雲層厚度與天候不佳等情況。本文將以2009年莫拉克颱風作為研究對象，取該期間NCEP分析場資料（FNL）、全球觀測資料（OBS）、GPS PWV可降水觀測資料；藉由中尺度數值天氣預報模式（WRF），經三維變分資料同化（3DVAR）程序，進行數值模擬；實驗方法分成單純WRF模擬、WRF加入OBS資料進行資料同化模擬、WRF加入OBS與PWV可降水資料進行資料同化模擬等3組預報模式，以分析其差異性，驗證可降水資料對於數值天氣預報模式產品改善情況。 測站降水量模擬分析比較，經資料同化可降水資料，逐時修正預估降水，更接近於真實，隨模擬時間增加，M-PWV組改善效果越顯著。測站降水量資料同化修正效果，資料同化過程中加入GPS PWV可降水訊號，於恆春測站約可減少9 5%誤差的修正效果，永康測站減少8 6%，玉山測站減少58 2%。故資料同化過程中加入GPS PWV可降水訊號，在測站降水量預報，誤差修正是有一定程度。可降水資料可分析出，地面氣象觀測站出現較大雨量前約1?2小時，大致上鄰近GPS測站PWV可降水資料會出現較高量情況。模擬移動路徑分析，颱風中心位置接近陸地或在陸地上時，會出現干擾情形，而產生?多不確定結果。雷達反射率分析比較，雷達反射率修正效果較不穩定、無較明顯差異情況。累積降水量分析比較，無資料同化，預估降水結果明顯差異；經資料同化可降水資料，雖有預估累積降水量過大情況，但隨積分時間結果，整體顯著降水分布區域較符合實際情況；此外，累積降水量為逐時降水量加總，模擬時雨量誤差，經累計時可能產生較大的誤差量。

Date of Award	2018 Aug 29
Original language	Chinese
Supervisor	Ruey-Juin Rau (Supervisor)