氣象遙測資料同化對颱風模擬之影響

李精進¹　汪建良²　陳萬金³

¹空軍第三基地天氣中心
²國防大學理工學院環境資訊及工程學系
³大華技術學院電子工程系

摘要

　　本研究利用 WRF(Weather Research and Forecasting)模式的三維變分方法(3DVAR, Three-Dimensional Variational Method)，研究同化衛星反演近海面 10 公尺風場資料，對於模式颱風初始結構及後續模擬結果的影響。
　　本研究共計模擬與分析 5 個西北太平洋颱風，計有 2005 年海棠(Haitang)颱風及龍王(Long-Wang)颱風、2007 年聖帕(Sepat)颱風、2008 年鳳凰(Fung-Wong)與 2009 年芭瑪(Parma)颱風等個案。在模擬中，使用 QuickSCAT(Quick Scatterometer)風場，藉以分析同化與未同化風場資料，對個案颱風之路徑、強度、地表向上水氣及可感熱通量、雷達回波等模擬的影響效果。其中，芭瑪颱風個案中，亦同化 ASCAT(Advanced Scatterometer)風場資料，以進一步分析同化兩種衛星風場資料對模擬之影響。
　　結果顯示，在選取的個案中，同化 QuickSCAT 風場後，在改善路徑模擬方面，以聖帕颱風最為明顯；在第一次加入同化資料後的 72 小時期間內，其路徑平均誤差有效降低約 75 公里。在其他颱風模擬中，雖同化風場資料對模式颱風的路徑誤差修正有限，但在颱風中心風速、水氣及可感熱通量的模擬，皆有明顯增強效果；而對於後續模擬雷達回波強度也有所改善，與實際觀測值較為接近。
　　此外，QuickSCAT 衛星目前已因機械問題停止觀測，而由芭瑪颱風個案中，同化 QuickSCAT、ASCAT 風場資料的比較而言，ASCAT 風場資料似可取代 QuickSCAT，來延續同化衛星風場資料之相關研究與應用，惟有待使用更多的個案模擬加以進一步驗證。

關鍵詞：颱風路徑、颱風強度、WRF模式、衛星遙測資料、資料同化。