衛星微波資料對降水型態分類及其應用

簡宏彬¹　陳萬金²　劉振榮³

空軍第八基地天氣中心¹
國防大學理工學院國防科學研究所²
國立中央大學太空及遙測研究中心³

摘要

　　本研究係利用 Tropical Rainfall Measuring Mission (TRMM)衛星上 TRMM Microwave Imager(TMI)多頻道微波資料，辨識台灣空域海上劇烈天氣系統中對流及層狀兩種降雨型態(Rain Type)後，再估算其定量降水；首先以貝氏機率法進行降雨型態的辨識，再以相匹配的 Precipitation Radar (PR)近地面降雨率(RR, Rain Rate)與衛星微波亮度溫度(Tb, Brightness Temperature)分別建立迴歸關係式(RR – Tb)，最後與 PR 所辨識的降雨型態及近地面降雨率進行驗證 。
　　PR 的標準產品可提供對流及層狀降雨型態(2A23)及近地面降雨率(2A25)，然其掃瞄範圍較窄(220 km)，本研究目的，即利用掃瞄範圍較寬(760 km)之 TMI 多頻道微波資料進行降雨型態辨識，以擴大應用範圍，並提升定量降雨反演能力。由 1998~2002 年 TMI 與 PR 所匹配的統計資料分析發現，(T19v-T37v)、(T85v-T85h)及(T85v+T85h)/2 等三項微波頻道特徵具有較好的降雨型態辨識能力：以 2003~2004 年驗證結果顯示，梅雨鋒面在對流、層狀及整體的成功辨識率分別為 48 %、97 % 及 92 %，颱風則為 43 %、97 % 及 94 %。
　　此外，對流降雨型態中觀測到「冰態降水」的個案資料發現，其頻道特性與輻射傳遞模擬的結果有顯著的差異，因此在迴歸微波降雨估算式時需分開處理；定量降雨估算驗證方面，梅雨鋒面及颱風之相關係數分別為 0.87 及 0.86，均方根誤差則分別為 2. 64mm/hr 及 2. 6mm/hr。

關鍵詞：多頻道微波資料、降雨型態、貝氏機率法