武夷山地形對華南春季冷鋒結構影響之個案模擬研究

期刊名稱: 大氣科學期刊
Volume: 36
Issue: 2
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高長霖 1,2 曾仁佑 1 江火明 1

1 國立中央大學大氣物理所

2 中央氣象局第二組

(中華民國九十七年一月十二日收稿;中華民國九十七年六月八日定稿)

摘要

台灣北部地區主要的降水期間是在 5~6 月間的梅雨、夏秋季的颱風及 2~4 月間的春雨。春季冷鋒 是造成春雨的主要原因,本文選取 1998 年 3 月 17 日到 22 日期間,由華北地區南移到華南地區的鋒面 系統,採用中尺度模式(MM5)進行模擬,以探討此春季冷鋒三維結構受武夷山區地形的影響及其演變 過程。

鋒面南移到武夷山區時,地面鋒面會受到地形的阻擋作用而變形。鋒生函數分析的結果顯示,鋒 面(低層)過山前會減弱,過山後又會再度加強。在這過程中,主要是扭轉項(也就是垂直運動)扮 演了重要的角色。當鋒面過山時,雖然因地形影響改變了垂直運動場,造成鋒面爬山階段的鋒消,但 是鋒面前的暖濕空氣卻會因鋒面的舉升作用而達到飽和;另外,鋒面的斜壓性不論是在過山階段,或 是滯留階段,都可以維持在一個比較恆定的狀態。飽和的大氣環境與上述的環境條件,都符合條件性 對稱不穩定(CSI)理論的基本假設。

透過濕位渦(MPV)的分析,可以瞭解在鋒面系統中處於飽和而且 MPV<0 的區域,若再配合地 形與鋒面次環流的舉升運動,這些區域可能就會有 CSI 的發展。本個案中的 MPV 負區,主要分布在鋒 前及鋒面帶上方的暖區中。而鋒前的暖濕空氣沿著鋒面爬升,在鋒面帶上形成飽和區,因此,本個案 中適合 CSI 發展的區域,主要分布在鋒面帶中的暖側,並且呈帶狀分布。這些區域的形成都是因為鋒 面帶上的鋒生作用造成,而地形造成的垂直運動場疊加在鋒生次環流上,又是使鋒面帶呈現鋒生、鋒 消間隔式分布型態的主要原因。

關鍵字:地形作用,鋒生函數,對稱不穩定,濕位渦

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