ASCAT衛星風場於熱帶氣旋環境下之誤差特徵評估

林書正¹　周昆炫²

¹中國文化大學地學研究所大氣科學組
²中國文化大學大氣科學系

摘要

　　過去一直為各界研究及作業單位廣泛使用的 Quick SCATterometer(QuickSCAT)已經於 2009 年 11 月停止運作，為了填補這部分資料的空缺，多數研究與作業單位積極地尋找替代工具，Advanced SCATterometer(ASCAT)便是其中可用的衛星散射儀。本研究旨在以投落送資料驗證 ASCAT 於熱帶氣旋環境場下的精準度，並探討不同條件下的誤差特徵與相關應用之評估。投落送資料來自 DOTSTAR、T-PARC、ITOP 三個實驗計畫和 NOAA 所屬之颶風研究中心(HRD)例行性飛機觀測，並且將投落送觀測之M40(0-40 公尺之平均風速)和 U10(10 公尺高度之風速)透過線性迴歸分析增加投落送海面風場的資料量。
　　根據投落送觀測資料做不同條件分類，分析 ASCAT 與投落送的比對結果，發現 ASCAT 在弱風區(小於 12 m/s)有較大的風向誤差，而強風區(大於 18 m/s)有較大的風速誤差，整體而言，ASCAT 風速值普遍低估，且風速越強低估程度越顯著。除此之外，乾燥條件下 ASCAT 風速誤差明顯小於潮濕條件，但風向誤差差異較小，不過乾燥條件下有明顯的系統系誤差呈現。另外，發現中等風速區(12-18 m/s)風速風向的均方根誤差很接近衛星設計之誤差規範(±2 m/s 和 20°)，且受乾、濕條件分類的影響很小，此一特點有利於 ASCAT 對颱風 30-34 knots 風速半徑估計的應用。
　　在本研究中，ASCAT 所呈現的誤差明顯大於過去的衛星散射儀驗證之結果，原因是由於本次驗證使用的投落送，包含較高比例的近熱帶氣旋中心和高風速區的資料。根據 ASCAT 乾燥條件下的風速誤差之特徵，以線性迴歸的方式作風速調整，可以獲得一組比較接近實際觀測數據的參考風速值。我們預期這些分析工作將有助於了解衛星散射儀反演風場之特性，特別是對於熱帶氣旋的相關應用，可供預報員作預報分析之參考和改善數值模式預報之初始場。

關鍵字： ASCAT，投落送，DOTSTAR，T-PARC，ITOP