張沁全¹　鍾高陞¹ 莊秉學^1,2　張偉裕¹　蔡直謙³　郭鴻基⁴

國立中央大學大氣科學學系¹
加拿大麥基爾大學大氣與海洋科學系²
國家災害防救科技中心³
國立臺灣大學大氣科學系⁴

(中華民國113年7月1日收稿；中華民國113年11月18日定稿)

摘　要

本研究利用LETKF分析場與預報場，驗證雙偏極化雷達差異反射率資料同化在2021年冬季降水個案的表現，進一步評估質量權重平均粒徑更新法同化差異反射率之效益。三組實驗設定如下：第一組只進行傳統雷達觀測資料(ZH, Vr)同化，第二組(VrZZ)額外同化差異反射率(ZDR)並使用傳統方法直接更新水象粒子。最後一組實驗同樣同化ZDR，但在進行模式更新時，使用質量權重平均粒徑更新法。分析場結果顯示，ZDR資料同化能改善模式分析場水氣混合比、調整雨滴平均粒徑大小，並減少分析場 ZDR與觀測表現之差異。使用質量權重平均粒徑更新法進行模式更新時，能夠有效且快速調整模式微物理結構，並獲得最接近觀測的ZH與ZDR結構。在短期定量降水預報表現上，VrZ 能改善第一小時的預報表現，但明顯低估第二小時降雨表現，影響2~6 小時累積降雨表現。相較之下，同化ZDR進入模式，能改善預報前3小時定量降水表現，並提高不同降雨門檻下的超越機率。此外使用新變數轉換法更新模式，能夠在局部地區增加降雨超越機率，使其更加接近於觀測表現。統整研究結果，同化ZDR觀測資訊在冬季個案研究中，可有效調整分析場微物理與熱力結構，並使降水預報能力有所提升。其效益在使用質量權重平均粒徑更新法時，能有更好的表現。

關鍵字：雙偏極化雷達資料同化、宜蘭降雨觀測實驗、質量權重平均粒徑