葉南慶 ¹ 汪建良 ² 陳萬金 ³ 胡仁基 ⁴ 林永慶 ⁵

¹國防大學理工學院國防科學研究所
²國防大學理工學院環境資訊及工程學系
³大華技術學院電子工程系
⁴國防部國軍氣象中心
⁵空軍氣象聯隊第六天氣中心

(中華民國一百年五月二十日收稿;中華民國一百年九月二日定稿)

摘 要

　　本研究利用貝氏方法反演海上颱風降雨率,首先由先驗機率分布(prior probability distribution) π(R)與條件機率分布(condition probability distribution) f(P|R)獲得後驗降雨機率分布(posterior probability distribution) π(R|P),最後藉由衛星微波觀測值估算海上颱風降雨。其中條件機率分布分別藉由雲模式與輻射傳送模式(radiative transfer model,RTM)求得,而先驗機率分布則由 PR (Precipitation Radar)標準降雨產品的近地面降雨強度獲得。
　　本研究使用的 RTM 所需各種物理參數的輸入是由天氣研究預報模式(The Weather Research and Forecasting, WRF)模式所提供。另外,我們利用 RTM 模擬亮度溫度(brightness temperature,Tb)及在降雨與晴空下的微波頻道極化差資訊轉換為削弱指數 P,這指數具有隨著降雨強度增加而遞減,且不易受降雨飽和影響的優點。最後,利用 TRMM/TMI 所觀測 Tb 來計算削弱指數,進而利用此削弱指數來估算海上 RR。
　　本研究使用貝氏方法是估算出降雨強度的機率分布,再利用平均估算式將此機率分布轉換為單一RR,再以 PR 所求得之 RR 做驗證,結果顯示兩者相關係數在對流性降雨為 0.68,層狀性降雨為 0.75。此結果顯示結合數值天氣預報模式及衛星微波資料可有效估算海上颱風降雨。

關鍵字:貝氏方法、後驗機率分布、輻射傳遞方程