快速增強與緩慢增強颱風的雲微物理特徵與降雨類型之比較研究
黃詣軒1,2 楊明仁*1
1國立臺灣大學大氣科學系
2交通部中央氣象署科技發展組
(中華民國 112 年 12 月 12 日收稿;中華民國 113 年 4 月 1 日定稿)
摘 要
為了討論快速增強(Rapid Intensification; RI)和緩慢增強(Slow Intensification; SI)颱風之間的降雨類型和雲微物理特徵的差異此,我們分析 SSMIS (Special Sensor Microwave Imager/Sounder)衛星酬載儀器反演的冰水路徑(Ice Water Path; IWP)、雨水路徑(Rain Water Path; RWP)及紅外頻道的亮度溫度(Brightness Temperature),並進行 WRF (Weather Research and Forecasting)模式的數值模擬,以討論 RI 和 SI 颱風間的降雨類型和雲微物理特徵之差異與其演變比較。
從 SSMIS 觀測資料中,我們發現在 2 倍最大風速半徑(RMW)範圍內,RI 颱風的 IWP 與 RWP 量值在增強開始前 12 小時後會大於 SI 颱風的對應量值。且在增強開始前 12 小時和增強開始後的 12 及 24 小時,IWP 和 RWP 量值在 2 倍 RMW 範圍內,RI 颱風的 IWP/RWP 量值顯著多於 SI 颱風的量值,而且此差異達到 95%信心水準。紅外頻道的亮溫資料指出,在增強前 12 小時,颱風 3 倍 RMW 內的區域之 RI 颱風個案的亮溫低於 SI 颱風個案,並於增強開始後 2 倍RMW 內,多數區域 RI 颱風紅外的亮溫顯著低於 SI 颱風的量值(達到 95%信心水準),尤其是在上風切處格外顯著。
在 SSMIS 衛星觀測與 WRF 模擬結果中,我們發現於颱風增強開始前,IWP 和 RWP 在下風切處的量值大於上風切處的量值,其中又以 Downshear Left (DL)象限的量值最大。在 RI 開始後,Upshear Left (UL)象限中的 IWP 和 RWP 逐漸增大,但是 SI 的颱風並沒有出現類似的演變。同時我們發現,RI 颱風個案在其 RI 正要開始前,IWP 與 RWP 及對流有發生快速減弱的情形。在 WRF 控制組模擬 RI 和 SI 颱風個案的降水類型差異比較中,我們發現在進行分析的大多數時段中,RI 颱風個案中 DL 和 UL 象限的深對流(Deep Convection; DC)和中等對流(Moderate Convection; MC)的比率大於 SI 颱風個案的比率。此外,不論 RI 或 SI 的颱風個案其上風切處的層狀降水(Stratiform; ST)面積,均在增強(RI 或 SI)開始的前後時間有逐漸增加的情形。
關鍵詞:快速增強、緩慢增強、冰水路徑、雨水路徑、颱風、降雨類型