同化多都卜勒雷達資料以改善模式定量降水預報 -2008 SoWMEX IOP8 個案分析

期刊名稱: 大氣科學期刊
Volume: 40
Issue: 4
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 陳尉豪1   廖宇慶1,2

1國立中央大學大氣物理研究所

2亞太經濟合作颱風與社會研究中心

(中華民國一○一年五月十四日收稿;中華民國一○一年八月十四日定稿)

摘 要

本研究之目的為利用多部都卜勒雷達觀測資料,改善模式的初始場,以提升模式定量降水預報之能 力。此方法主要包含三大部分:(1)多都卜勒雷達風場合成、(2)熱動力場反演、(3)水氣場調整。

吾人選取 2008 西南氣流實驗計畫(SoWMEX)中所觀測到的 IOP8 個案,作為本研究的實驗對象。使 用中央氣象局七股雷達(RCCG)、墾丁雷達(RCKT)及美國國家大氣研究中心(National Center for Atmospheric Research; NCAR)所屬的 SPOL 雷達,於 2008 年 6 月 14 日 1200 UTC 時所觀測的回波及雷 達徑向風資料,反演出大氣三維風場及熱動力場,並對水氣場進行調整,最後同化至模式中。本研究使 用 NCAR Weather Research and Forecasting (WRF) Model 作為預報模式。

經過本方法調整模式初始場,實驗顯示模式對降雨預報的改善可達 3 小時,雖然仍有高估之趨勢, 但相較於未同化前的降水分佈會更趨近於觀測。此外,由本研究的實驗還發現水氣的調整確有其必要 性,而以多部雷達網連的方式增加資料覆蓋量,對反演與同化結果會有重要的影響。

相較於四維變分(4DVAR)及系集卡爾曼濾波器(EnKF)等同化技術,本方法可使用較少的計算機資源 與觀測資料完成計算步驟與同化,開始進行短期的定量降水預報。未來預計將本方法用於測試午後對流 或颱風降雨系統的預報上。

關鍵字:都卜勒雷達、定量降水預報、西南氣流實驗

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