梁晏彰 鍾高陞^* 陳立昕

國立中央大學大氣科學系
(中華民國 110 年 5 月 31 日收稿;中華民國 111 年 4 月 11 日定稿)

摘要

　　研究中使用四種微物理參數化方案: Goddard (GCE)、WRF SM 6-category (WSM6)、WRF DM 6-category (WDM6)與 Morrison (MOR)，四種方案皆進行系集預報，欲瞭解不同微物理參數 化方案於系集預報中不確定性之表現。利用 2008 年 6 月 16 日台灣北部熱對流個案，探討在對 流成熟期時，強對流區之系集離散程度與協方差，討論不同微物理參數化方案間之不確定性差異。
　　不同參數化方案模擬結果顯示，GCE 有量值最顯著的冰相混合比，因此回波發展最高;在低層暖雨過程中，雖然 WDM6 有最大的雨水混合比，但回波卻是最弱的，而 MOR 之雨水混合 比並非特別顯著，但回波強度卻是最大的，其原因為 WDM6 的預報產出大量的粒子數量，而 MOR 的粒子數量則是最少，因此導致上述的回波特徵。此結果顯示使用雙矩量微物理方案時， 不可忽視粒子數量所帶來的影響，而雨滴粒子數量不只影響回波，降雨與蒸發效率也可能因為 不同雨滴大小、數量而有不同。
　　以系集法(Ensemble-based method，Houtekamer et al. 1996)估計背景場之不確定性，根據不 同微物理參數化設定，方差分布也有不同的特徵，GCE 之系集預報在高層有較大的系集離散度， WDM6 的最大系集離散度則在低層，而 MOR 則是出現在融化層附近。研究中發現 GCE 在冰相 有較多不確定性，WDM6 則在暖雨過程離散程度較大，因此在進行系集資料同化時，考慮計算 資源受限的情況，推測使用 GCE 與 WDM6 可在有限的系集個數下，有效地增加系集間的離散 度。研究中亦討論背景場之誤差相關性，在 MOR 的回波自相關中也可以看到粒子數量所帶來 的影響，使得其背景誤差相關性在融化層附近較弱。此外，對流區之垂直風速與潛熱釋放作用 具有高度相關性。

關鍵字：微物理過程、背景誤差協方差、方差、相關係數