利用雙偏極化雷達觀測資料進行極短期天氣預報評估 ―2008 年西南氣流實驗 IOP8 期間颮線系統個案
游承融 1 鍾高陞 1 蔡直謙 2
1 國立中央大學大氣科學系
2 國家災害防救科技中心
(中華民國 109 年 1 月 21 日 收稿；中華民國 109 年 8 月 21 日定稿)
摘 要
臺灣氣象雷達網近年正逐步升級成雙偏極化雷達，使得未來雷達資料的分析 與應用日趨豐富。本研究參考 Jung et al.(2008a)建置了一套雙偏極化雷達參數觀測 算符(dual-polarimetric radar observation operator)，可將模式的輸出變數轉換為雙偏 極化雷達變數，以利數值模式與觀測之驗證。本研究藉由模擬 2008 年西南氣流 實驗 IOP8(intensive observation period #8)期間 6 月 14 日的颮線個案，使用美國大 氣科學研究中心於臺灣西南部架設之 S 波段雙偏極化雷達進行驗證。同時，以系 集雷達資料同化系統，同化雷達回波與徑向風，使得個案分析場之雲動力場更接 近真實大氣狀態，以利系統結構與偏極化雷達變數之分析。確認觀測算符能成功 將模式變數轉換成觀測變數後，再藉由 CFAD (contour frequency by altitude diagram) 分析雙偏極化雷達觀測與資料同化後之分析場進行校驗。同時，進一步將降水系 統分成對流與層狀區，評估數值模式在不同區域之特性。由對流層狀區分析結果 顯示，回波的模擬與觀測分布接近，但差異反射率則皆有高估的情形，特別是雙 矩量微物理方案的 WDM6 與 Morrison 實驗中尤為明顯。比差異相位差則是在對 流區分布之表現較接近觀測，而 GCE 和 WSM6 的分布更接近觀測。此外，各實 驗之系集平均預報結果經雨量分數校驗與 CFAD 比較顯示，單矩量微物理方案如 GCE 與 WSM6 表現較佳。最後，利用不同組敏感度實驗測試，了解改變雙偏極 化雷達參數觀測算符的參數設定對於雙偏極化雷達參數的改變程度為何，藉此了 解此雙偏極化雷達參數觀測算符之特性。希望藉由此個案評估，透過數值模式之 校驗，探討如何調整觀測算符使之適合台灣環境。
