東亞夏季季風期間雲輻射效應影響低頻振盪的模擬研究

柯文雄¹ 吳奇樺¹ 鄒治華² 杜嘉修³

¹國立台灣大學大氣科學系
²國立師範大學地球科學系
³中央研究院應用科學及工程研究所

(中華民國九十一年十月二十八日收稿；中華民國九十二年二月二十一日定稿)

摘要

　　研究大氣低頻振盪的重要目的，就是要將其結果用於長期天氣和短期氣候預報，大氣中季內值的大小與大氣輻射有直接的關係，所以要想對氣候研究找到較好的代表性，則需同時在對雲的水平雲量，垂直方向雲的分布、雲高、雲的光學性質有好的掌握。若數值模式能模擬季內振燙的強度，那麼也必能模擬較好的季風降雨，目前許多大氣環流模式並不能正確的模擬出亞洲季風的平均結構及其季內振盪的強度，可能與無法正確的模擬出此地區雲與輻射的特性有關。我們認為影響OLR及其季內振盪的強度最重要的因子就是雲的水平及垂直結構。透過ERBE與ISCCP-DI及D2的資料我們驗證了東亞夏季季風期間，強深對流區(孟加拉灣、南海及西北太平洋)的OLR、高雲及雨量等三者有非常密切的關係，再透過濾波20-80天季內振盪的分析也得到OLR與高雲雲量的振幅變化是一致的。因而GCM對東亞夏季季風期間深對流區域的模擬，若高雲的模擬不正確則LOR就會有差錯，高雲的低頻擾動模擬的太小則LOR的擾動也會跟著降底。透過NTU-GCM的實驗模擬我們得到了控制實驗大致能模擬東亞夏季季風期間LOR、高雲與雨量在深對流區的時空平均分佈，而且對季內振盪的變化亦可掌握。
　　另外由三個不同雲量設定的實驗模擬我們可以得到：(1)每個模擬對東亞夏靜季風的動力場與雨量的平均狀態皆大同小異，且與其觀測的氣候平均差異不大，(2)由於雲量設定的不同會造成OLR的劇烈變化，控制實驗在孟加拉灣、南海及西北太平洋皆為底OLR值區(低於210W/M2以下)，但其餘三個實驗的值在此三個區域皆偏大(大於控制實驗50W/M2以上)，尤其沒有雲量的模擬其OLR值為280(W/M2)以上，(3)從OLR總異量的比對中圖以得到除了控制實驗的模擬與觀測分析較接近外，其餘的三個實驗的總變異量皆非常小且無雲及固定月雲量實驗模擬的空間的分佈也不正確，(4)從20-80天變異量的比對中亦可得到如(3)的狀況，(5)由於固定月雲量實驗的雲量非由模式本身所產生的，因而所模擬的OLR較其他實驗較不一樣，進而影響到其他氣象場的分佈，再者因雲量變化的時間尺度盥月，故OLR等的低頻變化非常小，(6)沒有中雲的實驗與控制實驗的結果較接近，但由於慮中雲故模擬的OLR值皆較控制實驗大，同時亦造成底頻的變異大大減小，顯示出中雲的存在是必要的。有關雲的水平及垂直分佈的分析研究對了解東亞夏季季風是刻不容緩的，研究只是初步的起始。

關鍵詞：東亞夏季季風、雲/輻射效應、低頻振盪、全球環流模式、LOR