山谷邊界層之觀測與模擬

王嘉瑋　林博雄

國立台灣大學大氣科學研究所

摘要

　　山谷地形的風場模擬和探討在過去數十年的研究中已經不佔少數，大部分文獻討論的焦點在於山谷風的形成機制以及山谷內的地形效應對風場的影響。山谷地區不論是白天產生的谷風和夜間產生的山風，或是複雜地形造成風場的轉向、偏折效應，都屬於邊界層氣象的範疇；由於大氣邊界層是大部份生物和人類的活動範圍，也是地表和大氣之間的能量、動量、物質交換的空間，比如全球通量網(fluxnet)自 1998 年起跨國跨領域的合作，隨著觀測工具與電腦軟硬體的精進，如何更細緻更高解析度模擬和呈現邊界層內的氣象和流場特徵，再度成為大氣科學領域矚目的議題。過去的一些電腦模擬，定性上雖然可以呈現邊界層內的流場特徵，並且和觀測有一定程度吻合，但是通常這些邊界層大氣模擬大都侷限在平坦地形或是海面上的邊界層，對於山谷地區複雜地形來說一直存在解析度的問題，因為些微的局部地形高度起伏變化就能使風場明顯改變。Baklanov et al(2011)指出邊界層模擬的地形解析度和空間解析度是目前必須改善的問題，當解析度夠高時，可呈現細微的地形起伏，讓陸氣交互作用的物理機制更加真實，也使得劇烈天氣更容易被預測出來。
　　過去的文獻對於山谷地區的觀測與模擬已有相當程度的詮釋，大部份以理想地形來模擬山谷風的形成或是氣流過山的情形，定性地探討風場的分布。臺灣山地多平原少，複雜地形下的風場更是重要，而亞熱帶氣候也凸顯出山谷邊界層內森林生態系和水氣、二氧化碳、能量交換等問題。

關鍵詞：山谷風