台灣地區大氣探空剖面特徵分析

Abstract

無線電探空資料(RAOBS)無論在氣候趨勢研究、綜觀天氣以及中尺度劇烈天氣系統研究與作業應用上，都是診斷大氣結構的重要資料，然而過度簡化的探空電碼資料對於大氣邊界層特性診斷卻是幫助有限。本研究蒐集2003~2004年台灣地區東部(花蓮)、西部(馬公)、南部(屏東與綠島)、以及北部(板橋)五處探空測站00UTC與12UTC之原始探空資料，經過資料檢定程序以及MySQL資料庫進行資料整理與分析，來檢視台灣地區各季節整層大氣以及3000公尺以下低層大氣之溫度、水氣與風場結構特徵，藉以探討台灣不同地形特徵對於低層大氣剖面特徵所造成的差異程度，並分析各地逆溫層發生的強度、厚度與高度的特性。 在整層大氣結構特徵上，台灣地區垂直可降水量較熱帶平均大氣、中緯度平均大氣之平均值還高，且1000hPa到100hPa整層也較熱帶平均大氣潮濕，700hPa以下大氣可降水量不論台灣地區、熱帶平均大氣、中緯度平均大氣均佔垂直總量之70%以上，而全球標準大氣則佔63%，我們也發現夏季和冬季的可降水量有兩倍差距。在低層大氣結構特徵上，冬季東北季風盛行之情況下，發現馬公低層有顯著的管道效應現象，該地近地面200到500公尺高度層季平均風速可達每秒12公尺以上，顯著的低層強風軸造成垂直風切紊流，也導致強風軸發生之高度層水氣均勻混合。本研究亦發現在2002年12月到2004年11月間各站逆溫層平均高度，由低而高分別為馬公（1340公尺）、板橋（1495公尺）、屏東(1693公尺)，綠島（1719公尺）及花蓮（1832公尺），且逆溫層平均發生高度在1000公尺以上到2500公尺以下，在冬季時板橋、馬公、屏東等中央山脈以西之測站之逆溫層高度在1300公尺到1600公尺間，而花蓮、綠島之逆溫層高度高達2000公尺以上。在個案分析中，梅雨鋒面系統抵達台灣陸地前低層大氣較為暖濕，而鋒面過後較為冷乾，而在大陸沙塵系統伴隨之冷鋒系統中，除了鋒前暖濕，鋒後冷乾之現象外，在山脈地形阻擋效應之下，山脈東側之冷鋒移速較快，且影響之緯度較低，梅雨鋒面系統則沒有這種現象。比較無線電探空儀與逆溫儀則發現，在同步觀測期間，無線電探空儀偵測到1000公尺以下逆溫層現象之次數較逆溫儀多，探空儀偵測到10次，逆溫儀僅偵測到4次。