北台灣大屯山區密集降雨觀測研究 -東北季風環境下之地形降水分析
鄭凌文 1 游政谷 2*
1中國文化大學地學研究所
2*中國文化大學大氣科學系
(中華民國一○三年四月二十五日收稿;中華民國一○三年五月二十八日定稿)
摘 要
本研究於 2009 年開始建立大屯山區密集降雨觀測系統(Da-Tun Rain Gauge Network, DTRGN),並於 2010 年底完成初步的雛形。該觀測系統之設置理念乃基於山區的雨量觀測站稀疏,時常無法解析地形 降水強度與分佈情形,加上大屯山區緊臨北海岸,在颱風與東北季風環境下,常具有雨量極大值。因此, 我們選取北台灣大屯山區來建置密集的自動雨量觀測站,設站地點大多為山頂及斜坡等降雨潛在集中區 域,以提供高時間與空間解析度之地面雨量觀測資料。
本研究初步選取 2011 年 1 月至 2013 年 2 月冬季期間 18 個東北季風降水個案,利用大屯山地面雨 量資料檢視山區的降水分佈及強度特徵,並以 NCEP-FNL 資料描述地形上游環境條件,來嘗試了解兩 者之間的可能關聯。對於這些個案而言,地形上游環境大略為中性穩定之大氣,其低層環境相當潮溼, 且具有較大的 Froude number。雨量分析顯示山區降水在數公里內就有相當大的變化,加入 DTRGN 觀 測資料能顯著提升對於地形降水分佈及強度的掌握程度。另外,研究也發現強降雨區域不只出現在迎風 面斜坡及山頂附近,也有可能會發生在山谷區域,分析顯示山谷加強降水效應與地形上游風向密切相 關。進一步探討地形上游環境氣象因子(風速[ws ]、混合比[γ]及靜力穩定度[N])與個案降水強度最大值 (RMAX )的相關性,統計分析顯示風速與靜力穩定度的倒數皆與降水強度有正相關。而透過交錯統計相關 分析,我們發現 wsγN –1的物理量與 RMAX 的相關性最佳。這些研究結果對於未來了解或預報台灣冬季地 形降水強度有很好的參考價值。
關鍵字:地形降水、東北季風降水