運用WRF模式模擬臺灣中北部地區能見度及低雲幕之研究

任亦偉、王信富、陳文倩

空軍氣象聯隊

摘要

　　本研究利用 WRF 數值模式(the Advanced Research WRF, ARW)模擬 2012 年 02 月 28 日出現於臺灣中北部地區之低能見度及低雲幕個案，並探討此低能見度及低雲幕個案對臺灣中北部地區及機場天氣之影響。
　　分析當時綜觀大氣環境顯示，2 月 27、28 日台灣地區為東北季風天氣型態，2 月 28 日 08 時於臺灣東部外海生成一道鋒面，之後於 20 時持續加深向東移動；分析桃園、中壢(中央大學)、新竹、清泉崗等測站觀測資料顯示，自 2 月 28 日 08 時鋒面自臺灣東部外海生成後，各測站之溫度原先受東北季風影響持續下降，但自中午 11 時起，各測站溫度陸續出現短暫回升情形，幅度約為 2-3℃，之後又開始下降，氣壓則呈現升-降-升，而風向則出現北-南-北風向之不連續現象；另依據中壢地區民眾實際拍攝資料顯示，當日下午中壢地區 13 至 14 時曾出現類似滾軸雲(roll cloud)之天氣現象，持續時間約 1~2 小時，因此研判 2 月 28 日自中午 12 時至下午 17 時臺灣中北部地區大氣出現短暫之不連續現象，應由密度流(density current)現象所造成，而中壢地區出現之滾軸雲，研判應為密度流所引發之大氣邊界不穩定或擾動現象。分析各測站實際觀測能見度及雲幕高資料顯示，密度流於 2 月 28 日中午起移入各測站後，桃園、新竹等海拔高度較低測站(桃園約為 33 公尺，新竹約為 8 公尺)，能見度及雲幕高度無明顯變化，但中壢(中央大學)、清泉崗等海拔高度較高測站(中央大學約為 150 公尺，清泉崗約為 200 公尺)，能見度及雲幕高度皆明顯下降，顯示本次個案密度流所引發之大氣邊界層不穩定或擾動現象自密度流高度一半(約 150 公尺)左右開始往上發展，對於近底層(<100 公尺)之大氣則無明顯影響，此與過去之相關研究結果一致。
　　分析 WRF 數值模式位溫剖面資料顯示，模擬之密度流其厚度約為 300 公尺，移速約為 20-25m/s，此與本次個案實際測站觀測資料評估之數據近似，分析模式相當位溫剖面資料顯示，2 月 28 日中午 12 時至下午 17 時臺灣中北部地區出現相當位溫不連續現象，研判此應為密度流之空氣秉性與環境不同所造成；分析模式二維風場擾動及擾動動能(TKE)剖面資料顯示，二維風場擾動及擾動動能持續由北往南傳遞，顯示密度流所引發之大氣邊界層不穩定或擾動現象以波動方式傳遞能量形成滾軸雲，持續造成海拔高度較高測站(中壢、清泉崗)之能見度及雲幕高度不佳，由此顯示 WRF 數值模式對於密度流之個案有不錯之掌握能力。

關鍵字：密度流、滾軸雲、WRF數值模式、低能見度與低雲幕