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利用 WRF 模式模擬探討熱力條件對台灣東部海面對流線之影響

利用 WRF 模式模擬探討熱力條件對台灣東部海面對流線之影響. 研 究生：詹前烜 指導老師：林沛練 老師. Outline. 前言 選 取個案介紹 實驗設計 模式結果 敏 感度實驗 結論. Outline. 前言 選 取個案介紹 實驗設計 模式結果 敏 感度實驗 結論. Introduction. 在弱綜觀的環境條件下，常可由雷達觀測到東部海面上有平行海岸線的對流線生成。 由 Yu and Lin 2008的研究中可知，對流線 其發生季節大多為冬季，其次為春季及秋季 ，形成的時間 則多為 夜間。

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利用 WRF 模式模擬探討熱力條件對台灣東部海面對流線之影響

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  1. 利用WRF模式模擬探討熱力條件對台灣東部海面對流線之影響利用WRF模式模擬探討熱力條件對台灣東部海面對流線之影響 研究生：詹前烜 指導老師：林沛練 老師

  2. Outline • 前言 • 選取個案介紹 • 實驗設計 • 模式結果 • 敏感度實驗 • 結論

  3. Outline • 前言 • 選取個案介紹 • 實驗設計 • 模式結果 • 敏感度實驗 • 結論

  4. Introduction • 在弱綜觀的環境條件下，常可由雷達觀測到東部海面上有平行海岸線的對流線生成。 • 由Yu and Lin 2008的研究中可知，對流線其發生季節大多為冬季，其次為春季及秋季，形成的時間則多為夜間。 • 大部份的對流線發生在近岸區域(<30KM)，強度和離岸距離有明顯日變化特性。少部份對流線發生在離岸較遠的區域(>40KM)，且位置和強度無明顯日變化。

  5. Introduction • 近岸對流線的成因可能為陸風和盛行風輻合，產生對流線。 (Yu and Jou2005). • 離岸對流線的成因則是盛行風受地形影響，激發出地形繞流、地形回流或地形噴流，並與盛行風輻合。(Yu and Hsieh 2009;Alpers et al 2010) • 對流線的離岸距離和強度受地形高度與地形斜率影響很大。(蔡 2012)

  6. Introduction • 前人研究多著重在地形效應造成動力上的輻合作用，而較少討論此區域的熱力條件如：海氣交互作用，對對流線生成與發展的影響。 • 由於海面上的觀測資料缺乏，故本篇研究使用WRF3.3.1模式模擬海上對流線個案的生成，探討熱力條件對離岸對流線生成的影響。

  7. Outline • 前言 • 選取個案介紹 • 實驗設計 • 模式結果 • 敏感度實驗 • 結論

  8. CaseOverview • Start：2012/01/31Night • End：2012/02/02 Morning

  9. CaseOverview Stage1： Southeast development stage(2/1 LST0200) Stage2： Northeast development stage (2/1 LST1400) Stage3： Inner line development stage (2/1 LST2200) Stage4： Inner line push out stage (2/2 LST0200)

  10. Analysis：NCEPUTC013100Z Preformation Wind barb： Full=5m/s Half=2.5m/s

  11. Analysis ：NCEPUTC013118Z Stage1： Southeast development stage(2/1 LST0200) Wind barb： Full=5m/s Half=2.5m/s

  12. Analysis ：NCEPUTC020106Z Stage2： Northeast development stage(2/1 LST0200) Wind barb： Full=5m/s Half=2.5m/s

  13. Analysis ：NCEPUTC020118Z Stage4： Inner line push out stage (2/2 LST0200) Wind barb： Full=5m/s Half=2.5m/s

  14. Analysis ：NCEPUTC020100Z 對流線消散期 Wind barb： Full=5m/s Half=2.5m/s 東部海面的風場經歷了東北→東→東北的轉換過程

  15. Sounding 探空點選取位置 NCEP(N) HL NCEP(S)

  16. Sounding：0201 1200UTC NCEP Virtual Sounding S：CAPE=46J/Kg N：CAPE=32J/Kg 上游風場有弱不穩定度 Hualien CAPE=4.9J/Kg

  17. 01/31 2000LST To 01/02 2000LST Stage1-3：本島測站日變化明顯 Stage4：東北季風增強 Wind barb：Flag=10m/s Full=2m/s Half=1m/s 海上測站在Stage1南北風速差明顯

  18. Outline • 前言 • 個案介紹 • 實驗設計 • 模式結果 • 敏感度實驗 • 結論

  19. ModelSimulation： Domainset

  20. ModelSimulation： WRF 3.3.1 Set

  21. SensitivityTest Set • Halfterrain：-目的：探討地形高度和斜率對影響(from 蔡2012)-方法：降低地形50% • SSTtest：-目的：探討海溫在此扮演的角色- 方法 ：降低海溫或改變海溫分佈 • Fluxtest：-目的：探討海陸風及海面熱通量的影響- 方法：關閉可感熱通量及所有通量

  22. Outline • 前言 • 實驗設計 • 個案介紹 • 模式結果 • 敏感度實驗 • 結論

  23. CTRLRUN： 回波比較 Wind barb： Full=5m/s Half=2.5m/s

  24. Result：Reflectivity &wind Stage 1 Wind barb： Full=5m/s Half=2.5m/s 近地形出現相對高壓，且風速沿著地形加速：地形噴流

  25. Result：Reflectivity &wind Stage 2 Wind barb： Full=5m/s Half=2.5m/s 地形噴流消失 入流風場間有輻合

  26. Result：Reflectivity &wind Stage 3 & 4 Wind barb： Full=5m/s Half=2.5m/s

  27. ModelSounding：0201 1200UTC NCEP Virtual Sounding S：CAPE=237 J/Kg N：CAPE=55J/kg Hualien(Virtual Sounding) CAPE=43 J/Kg

  28. Hovmöllor：Surface wind Wind barb： Full=5m/s Half=2.5m/s Color=Qrain lat=24.75N (宜蘭外海) Stage3時間點 Time(LST)： From1/31 20Z To2/2 20Z Longitude： From120.9° To123.3° 500m Coastline 500m

  29. Stage3crosssection：Wind

  30. Stage3crosssection：Wind Barb： Full=5m/s Half=2.5m/s Shade：Qcloud contour：w 水平風場輻合

  31. Stage3crosssection：θe Color：θe Contour ：RH>75%

  32. Outline • 前言 • 實驗設計 • 個案介紹 • 模式結果 • 敏感度實驗-地形-海溫-通量 • 結論

  33. Contrast：Terrain

  34. 地形減半： Stage2 相比CTRL弱且發展較近岸 Stage3內對流線沒有明顯的減弱 Wind barb： Full=5m/s Half=2.5m/s

  35. Contrast：Stage3 CTRL RUN Halfterrain Windbarb： Full=5m/s Half=2.5m/s Shade：Qcloud Contour：w 風速增強

  36. Contrast：Stage3 Halfterrain CTRL RUN Color：θe Contour：RH>75% 入流東風過山，西部潮濕

  37. 無地形： Stage1、2 對流線結構不明顯 Stage3、4東北季風與東風輻合 與地形無關 Wind barb： Full=5m/s Half=2.5m/s

  38. SSTTest CTRL RUN SST-1 SST-3 No Update RTG SST

  39. 海溫降低1℃： 回波範圍相較CTRL小 Wind barb： Full=5m/s Half=2.5m/s

  40. Contrast：HFX CTRL RUN SST-1 海面上可感熱通量略為下降

  41. Contrast：LH CTRL RUN SST-1 海面上潛熱通量明顯下降

  42. Contrast： 海氣溫差 CTRL RUN SST-1 海氣溫差下降

  43. Contrast：Stage3 CTRL RUN SST-1 Color：θe Contour：RH>75% 海面上相當位溫略為下降，潛在不穩定度降低

  44. ModelSounding：0201 1200UTC NCEP Virtual Sounding(S)：CTRL CAPE=237 J/Kg NCEP Virtual Sounding(S)：SST-1 CAPE=179 J/Kg

  45. 海溫降低3℃： 回波範圍相較CTRL大幅縮小，內對流線不明顯 Wind barb： Full=5m/s Half=2.5m/s

  46. Contrast：HFX CTRL RUN SST-3 海面上可感熱通量略為下降

  47. Contrast：LH CTRL RUN SST-3 海面上潛熱通量大幅下降

  48. Contrast： 海氣溫差 CTRL RUN SST-3 海氣溫差下降

  49. Contrast：Wind CTRL RUN SST-3 海風增強、陸風減弱

  50. Contrast：Stage3 CTRL RUN No Sensible Heat 陸風現象消失

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