曾昭誠* 林沛練 陳台琦 鍾高陞

國立中央大學大氣科學系

(中華民國 112 年 3 月 1 日收稿；中華民國 112 年 6 月 30 日定稿)

摘 要

雨滴粒徑分布(DSD)可呈現降雨過程中碰撞、結合及分裂的微物理特徵，近地表的 DSD 可由雨滴譜儀觀測獲得，空間中搭配雙偏極化雷達高時空解析度的觀測，使用相關公式即可反演三維的 DSD 參數。DSD 參數反演可使用由形狀參數(𝜇)、斜率參數(𝜆)及截距參數(𝑁0)組成的 Gamma DSD；雙偏極化雷達參數亦可由撞擊式雨滴譜儀(JWD)觀測的GammaDSD模擬，兩者需由𝜇 − λ約束關係做連結。以往使用長期統計之 DSD，但 DSD 的特徵因時、空、降雨類型不同而改變，測試不同 DSD 觀測有助於改善雷達反演 DSD 參數的成效。

本研究使用 2016 雙北都會區夏季暴雨觀測預報實驗(TASSE)期間，佈署於五股的移動式 X 波段雙偏極化都卜勒雷達(TEAM-R)及新店、翡翠水庫的 JWD。反演所需的 𝜇 − 𝜆 約束關係使用本個案於翡翠水庫 JWD 的觀測資料及 Brandes(2003) 的統計；另測試直接擬合以 JWD 計算之 DSD 參數、雙偏極化雷達參數的關係式，討論三種方法反演對流胞 DSD 三維結構的成效，結果以 𝜇 − 𝜆 約束關係的反演結果較佳，直接擬合式無法表現合理約束關係。反演結果在淺對流有較窄的 DSD 及較小的均值粒徑(𝐷𝑚)、較低的雨滴濃度(𝑁𝑤)；深對流有較寬的 DSD、較淺對流高數百至數千倍的 𝐷𝑚、 𝑁𝑤；層狀降雨有偏窄的 DSD、介於深對流及淺對流間的 𝑁𝑤、 𝐷𝑚。使用 𝜇 − 𝜆 約束關係得到雲物理特徵一致，且使用實驗期間的地面 DSD 觀測能得到更好的結果。

關鍵詞：雨滴粒徑分布、雙偏極化雷達、降水物理