利用RAMS測試不同加熱作用對模式渦漩發展之影響

李清勝 簡國基

國立台灣大學大氣科學研究所

(中華民國八十四年四月十八日收稿；中華民國八十四年六月二十七日定稿)

摘要

　　本研究利用CSU-RAMS進行數值模擬，探討不同型態加熱作用對模式渦漩發展之影響。結果顯示，在本文模式架構下（1600公里×1600公里，40公里網格距）集中於模式中心附近之加熱作用，無法使模式渦漩形成眼，系統增強速率及加熱效率皆遠不及環狀分佈之加熱作用；結果亦印證颱風眼形成對渦漩後續發展的重要性（Malkus and Riehl, 1960）。由環狀熱源作用之模式渦漩演化，顯示系統在形成眼後，可進入Ooyama（1982）所指出物理決定階段（deterministic stage）。
　　徑向分佈不同的環狀熱源模擬結果顯示，熱源分佈愈集中者，愈有利於模式渦漩眼的形成，但眼形成後，系統的發展速率與熱源的集中與否關係並不顯著。模式渦漩眼的形成過程為高層氣流於系統中心輻合，導致下沈增溫，此增暖作用隨積分時間逐漸向下延伸至低層，進而形成眼。垂直分佈不同的環狀熱源模擬結果顯示，由於模式渦漩熱力結構上的差異（即最大加熱高度較高者，所形成渦漩之最強暖心相對較高），使最大加熱高度愈高者愈有利於渦漩眼的形成；但當模式渦漩皆形成眼後，最大加熱高度較低者其氣旋式渦漩發展速率較快，且結構較緊密、紮實。不同緯度ｆ面測試結果顯示，渦漩切向風速之增加，以緯度高者較快，即原本針對中小尺度模擬而發展的RAMS，亦可合理表現科氏效應所導致之旋轉加速。
　　本研究中，模式渦漩之發展情形因加熱型態與分佈之改變而有很大之變化，此結果與Hack and Schubert（1986）之結果非常類似。此外，模式渦漩眼的形成機制，與Arnold（1977）之診斷分析及Willoughbby（1979）之數值模式中所提出的論點相似；即在環狀熱源測試中，系統中心之無加熱區及加熱之徑向分佈，皆為造成中心下沈運動的主因；而系統中心下沈運動之垂直分佈（與加熱垂直分佈有關），與系統中心地面氣壓變化趨勢關係密切，且為影響眼形成快慢的重要因素。

關鍵詞：模式渦漩發展、數值模擬