寒潮爆發後海洋上中尺度對流胞發展之數值模擬

許武榮 程川芳

國立台灣大學大氣科學研究所

(中華民國八十三年十月二十八日收稿；中華民國八十四年一月二十五日定稿)

摘要

　　本文以數值模擬的方式來探討大尺度冷乾平流，海溫與垂直風切對於邊界層的成長與中尺度對流胞的結構的影響，模式為美國普渡大學中尺度三維模式，其中考慮了科氏力、水汽的蒸發與凝結、渦流的熱量與動量傳送及海氣之間的熱量、動量和水汽交換均在此模式中加以計算。
　　為了節省計算機時間，首先以一維的初始場來積分，一段時間之後，再將一維的結果擴展為三維的初始場，並加入溫度場的隨機擾動，然後積分此三維模式。在未加入大尺度冷乾平流效應的模擬中，邊界層不會達到恆定狀態，從邊界層的擾動總能量來看，其能量隨時間持續在增加，邊界層的厚度也持續在增加，對流胞的深度較深。而在加入大尺度冷乾平流效應的模擬中，邊界層可以達準恆定狀態（quasi-steady state），從其擾動能量的觀點來看，其平均的擾動能量隨時間並沒有太大的變化，邊界層的厚度也沒有多大的變化。在提高海溫的模擬中，邊界層的能量相對的也比較高，邊界層的厚度也較低海溫時為厚，雖然對流較強，但是由於海面上向上之水汽通量也隨之增加，導致層雲內水量較多，反而不易破裂為層積雲。

關鍵詞：中尺度對流胞、數值模擬、亂流傳送、邊界層