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| DC 欄位 | 值 | 語言 |
|---|---|---|
| dc.contributor.advisor | 林博雄(Po-Hsiung Lin) | |
| dc.contributor.author | Kuan-Laing Lai | en |
| dc.contributor.author | 賴冠良 | zh_TW |
| dc.date.accessioned | 2021-06-15T02:32:02Z | - |
| dc.date.available | 2009-08-19 | |
| dc.date.copyright | 2009-08-19 | |
| dc.date.issued | 2009 | |
| dc.date.submitted | 2009-08-14 | |
| dc.identifier.citation | Burkard R. B, W. Eugster, F. Holwerda and S. Bruijnzeel, 2002: Re-assessing the measurement of fog water inputs to a tropical ecosystem. AGU 2002 Fall meeting.
Chang, S.C., Lai, I.L. and Wu, J.T., 2002: Estimation of fog deposition on epiphytic bryophytes in a subtropical montane forest ecosystem in northeastern Taiwan. Atmospheric Research, 64,159-167. Collett, Jr., J. L., Daube, Jr., B. C. and Hoffmann, M. R., 1991：Spatial and temporal variations in precipitation and cloud interception in the Sierra Nevada of central California. Tellus, 43B, 390-400. Ekern, P.C., 1964 : Direct interception of cloud water at Lanaihale, Hawaii. Proceedings Soil Science Soc. America, 28, 419-421. Gultepe, G. et al., 2009 : The fog remote sensing and modeling field project. BAMS, 90, 341-359 Holben, B. N. et al., 1998 : AERONET-A federated instrument network and data archive for aerosol characterization, Remote Sens. Environ., 66, l-16 Holder, C. D., 2007: Leaf water repellency of species in Guatemalaand Colorado (USA) and its significance to forest hydrologystudies. J. Hydrol., 336, 147–154. Juvik, J. O., and P. C. Ekern, 1978: A climatology of mountain fog on Mauna Loa, Hawaii Island. Water Resources Research Center Tech. Rep. 118, University of Hawaii, 63 pp. Ritter, A., Regalado, C. M. and Aschan G., 2008 : Fog water collection in a subtropical Elfin laurel Forest of the Garajonay National Park (Canary Islands): A combined approach using artificial fog catchers and a physically based impaction model. Journal of hydrometeorology, 9, 920-935 Schemenauer, R.S. and Cereceda, P, 1994 : A proposed standard fog collector for use in high-elevation regions. J. of Applied Meteorology, 33, 1313-1322. Scholl, M.A., Gingerich, S.B., and Tribble, G.W., 2002：The influence of microclimates and fog on stable isotope signatures used in interpretation of regional hydrology: East Maui, Hawaii. J. Hydrology, 264, 170-184. Stadtmuller, T. 1987 : Cloud forests in the humid tropics. A bibliographic review. The United Nations University, Tokyo, Japan. WMO, 1996: Guide to Meteorological Instruments and Methods of Observation. World Meteorological Organization. WMO-N0.8. 王寶貫，1996: 雲物理學, 國立編譯館主編﹐渤海堂印行﹐382pp. 朱佳仁，2006: 風工程概論, 科技圖書印行﹐400pp. 林博雄，2005：無人飛行載具探空應用實戰經驗，2005無人飛行載具技術與應用研討會，台北。 吳敏如，2003：以微氣候模式估算雲霧森林中台灣扁柏的雲霧沉降量。國立東華大學自然資源管理研究所碩士論文。85pp 黃文樹、林登秋，2002：霧與環境生態研究之探討。台大實驗林研究報告，16，165-177。 陳進成，2004：雲與霧的形成。科學發展，337，26-3. 魏聰輝，2007: 塔塔加地區雲霧帶推移之研究。臺大實驗林管理處九十七年度試驗研究計畫。 丘漢傑、章哲寰、葉紘維(譯)，2006：流體力學 Fluid Mechanics fundamentals and applications. 高立圖書出版社。726pp | |
| dc.identifier.uri | http://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/43897 | - |
| dc.description.abstract | 本研究利用多重的觀測策略來針對雪霸國家公園觀霧遊憩區的雲霧量、滯留時間與季節變化以及水平降水的程度，進行定量上的觀測調查。首先，我們將針對觀霧地區1988~2007年的觀測資料進行分析，以期了解地區的氣象特徵。其次，我們利用自行設計的整合式「霧觀測與攔截裝置(FDID, Fog Detection and Interception Device)」在雪霸國家公園觀霧管理站進行實際的野外觀測，其中包括了兩款霧偵測器(RFD與OFD)、自動相機定時自動拍照(TLI)以及兩款霧水收集器(SFC與CFC)。同時，我們也利用能見度儀與自行研發的「霧風洞」進行FDID的校驗工作，用以評估FDID中各元件的表現能力。
研究結果顯示，FDID的確具有針對霧事件的發生、濃度及其造成之水平降水進行定量觀測的能力。自動相機的TLI方法，在135日觀測中偵測到114日曾有霧事件的發生，並利用RGB資料分析將霧事件區分輕、大、濃三種不同的程度。我們也由霧水收集器的資料估計觀霧地區的年水平降水量約可達到年雨量的20%。此外，藉由結合水平降水及風場資料，我們發現觀霧地區霧事件的平均液態水含量(LWC)為0.12g/m3，主要分布在0~0.05、0.05~0.1及0.15~0.2 g/m3的範圍。整體來說，霧事件發生之頻率、濃度及其造成之水平降水三者間的結果具有良好的一致性，因此本研究所提出的FDID為一經濟可行的霧事件觀測策略。 | zh_TW |
| dc.description.abstract | This study tried to quantify the fog and HP amount, its existence length and monthly variation at Kuan-Wu recreation area in Shei-Pa National Park. The 20-year (1988~2007) record length of meteorological data at Kuan-Wu was analyzed first to build up the background information of the local weather. Then, we have designed an integrated Fog Detection and Interception Device (FDID) and launched measurement from June of 2008. FDID includes two types of fog detectors (RFD and OFD), an constant time lapse image (TLI) from digital camera and two different fog collectors (SFC and CFC) for fog detection and HP quantification. All the components of FDID were validated by visibility meter in the field and a indoor self-build fog tunnel.
The results show that some components of FDID present the capability on the fog event detection and could give quantitative amount of fog and HP. The digital images detected ~84% happening of fog event in 135 valid observation days. Through the further RGB diagnosis of digital images, the fog events can be distinguished into light, medium and heavy fog events. The estimation of HP from SFC is about ~20% of water amount compared with to the annual rainfall. Combining HP and wind field data, LWC is also estimated ~0.12g/m3 for average. In general, the result of fog frequency, HP and LWC of fog event provided by camera image, SFC and wind field data show good consistence in field observation. FDID could be one of the economical and workable solution for fog observation. | en |
| dc.description.provenance | Made available in DSpace on 2021-06-15T02:32:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ntu-98-R96229016-1.pdf: 8459434 bytes, checksum: 08ee4fc2623c17810e555cc4b5cd7926 (MD5) Previous issue date: 2009 | en |
| dc.description.tableofcontents | 誌謝 .............................................................................................................. i
中文摘要 .................................................................................................... ii 英文摘要 ................................................................................................... iii 目錄 ............................................................................................................ iv 圖目錄 ........................................................................................................ vi 表目錄 ..................................................................................................... xiii 第一章 簡介............................................................................................... 1 1.1 前人研究 ....................................................................................... 1 1.2 研究動機 ....................................................................................... 3 1.3 研究目的與論文架構................................................................... 4 第二章 實驗儀器介紹 .............................................................................. 6 2.1 霧事件偵測器 ............................................................................... 6 2.2 水平降水定量儀器....................................................................... 7 2.3 校正儀器 ....................................................................................... 8 第三章 實驗設置 .................................................................................... 11 3.1儀器校驗實驗 .............................................................................. 11 v 3.1.1 Fog tunnel校驗實驗 ......................................................... 11 3.1.2 能見度儀校驗實驗 ........................................................... 12 3.2 觀霧野外觀測實驗 ..................................................................... 13 3.2.1 實驗樣區介紹 ................................................................... 13 3.2.2 觀霧實驗設置 ................................................................... 13 第四章 數據處理與實驗結果 ................................................................ 14 4.1 1988~2007觀霧地區氣候特徵分析 .......................................... 14 4.2 儀器校驗結果 ............................................................................. 15 4.2.1 Fog tunnel校驗實驗結果 ................................................. 15 4.2.2 Visibility meter校驗實驗結果 .......................................... 18 4.2.3 TLI 數位影像霧偵測 ....................................................... 19 4.3 觀霧野外觀測實驗結果 ............................................................ 21 第五章 總結與討論 ................................................................................ 24 參考文獻 ................................................................................................... 26 vi 圖 目 錄 圖1.1: 安裝於Hawaii Maui島東向坡的平面式(左)與柱狀式(右)霧水 蒐集器 ......................................................................................... 28 圖1.2：研究架構圖 ................................................................................ 29 圖2.1：AERONET所使用之wet sensor ............................................... 30 圖2.2：對稱刷型電路迴路示意圖 ........................................................ 30 圖2.3：RFDD(上)與RFDS(下) ............................................................. 31 圖2.4：分壓電路示意圖 ........................................................................ 31 圖2.5：RFD與其保護罩 ........................................................................ 32 圖2.6：Integrated Crystal Technology Incorporation AS3021-200........ 32 圖2.7：OFD設計示意圖 ....................................................................... 33 圖2.8：OFD分壓電路示意圖 ............................................................... 33 圖2.9：TLI數位影像霧偵測硬體全貌 ................................................. 34 圖2.10：SFC設計示意圖 ...................................................................... 35 圖2.11：SFC與CFC所使用之人造纖維網 ......................................... 35 圖2.12：CFC設計示意圖 ...................................................................... 36 圖2.13：MAWS可攜式自動天氣測站 ................................................. 37 vii 圖2.14a：Fog tunnel設計示意圖 .......................................................... 37 圖2.14b：Fog tunnel實物照片 .............................................................. 38 圖2.15：不織布濾網 .............................................................................. 38 圖2.16：台灣東東實業超音波震盪造霧 .............................................. 39 圖2.17：超音波震盪造霧器水霧粒徑分布圖 ...................................... 39 圖2.18：Klemm et al.(2005)提出之霧滴粒徑分布圖 ........................... 40 圖2.19：自製造霧儀照片 ...................................................................... 40 圖2.20：管內紊流發展示意圖 .............................................................. 41 圖2.21：整流蜂巢板照片 ...................................................................... 41 圖2.22：風柵照片 .................................................................................. 42 圖2.23：挪威Aanderaa公司生產之Mira能見度儀 ........................... 42 圖3.1：Fog tunnel校驗實驗照片 .......................................................... 43 圖3.2：測試剖面風剖 ............................................................................ 43 圖3.3a：塔塔加AANDERAA MIRA能見度儀................................... 44 圖3.3b：OFD於塔塔加實際安裝情形 ................................................. 44 圖3.3c：ODF於塔塔加近照 .................................................................. 44 圖3.3：觀霧管理站周遭地形圖 ............................................................ 45 viii 圖3.4：FDID於觀霧實際運作情形 ...................................................... 45 圖3.5：TLI硬體於觀霧實際安裝運作情況 ......................................... 46 圖4.1：1987~2007年氣象局觀霧遙地自動氣象站 ............................. 46 圖4.2：1988~2007年觀霧站各季逐時均溫變化 ................................. 47 圖4.3a：1998~2007年觀霧站平均風速逐時變 ................................... 47 圖4.3b：1988~2007年觀霧站風花圖 ................................................... 48 圖4.4：1988~2007年觀霧站各季平均時雨量變化圖 ......................... 49 圖4.5：1988~2007年觀霧站各季逐時日照時數變化圖 ..................... 49 圖4.6a：RFD霧風洞實驗結果圖 .......................................................... 50 圖4.6b：RFD霧風洞實驗結果圖 .......................................................... 50 圖4.6c：RFD霧風洞實驗結果圖 .......................................................... 51 圖4.7：SFC霧滴收集效率與風速關係圖 ............................................ 51 圖4.8：SFC霧滴收集率與LWC關係圖 ............................................. 52 圖4.9a：OFD與能見度全日關係圖...................................................... 52 圖4.9b：OFD與能見度日夜關係圖 ..................................................... 53 圖4.10a：OFD與能見度全日關係圖(能見度小於等於1公里) ......... 53 圖4.10b：OFD與能見度日夜關係圖(能見度小於等於1公里) ........ 54 ix 圖4.11：逐時OFD平均資料圖 ............................................................ 54 圖4.12：觀霧影像分析區域選取圖 ...................................................... 55 圖4.13a：8/3觀霧影像分析範例圖 ...................................................... 56 圖4.13b：8/3觀霧影像分析範例圖 ...................................................... 56 圖4.13c：8/3觀霧影像分析範例圖 ...................................................... 57 圖4.13d：8/3觀霧影像分析範例圖 ...................................................... 57 圖4.13e：8/3觀霧影像分析範例圖 ...................................................... 58 圖4.13f：8/3觀霧影像分析範例圖 ....................................................... 58 圖4.13g：8/3觀霧影像分析範例圖 ...................................................... 59 圖4.13h：8/3觀霧影像分析範例圖 ...................................................... 59 圖4.13i：8/3觀霧影像分析範例圖 ....................................................... 60 圖4.13j：8/3觀霧影像分析範例圖 ....................................................... 60 圖4.14a：8/3區域1 RGB分析圖 ......................................................... 61 圖4.14b：8/3區域2 RGB分析圖 ......................................................... 61 圖4.14c：8/3區域3 RGB分析圖 ......................................................... 61 圖4.14d：8/3區域4 RGB分析圖 ......................................................... 62 圖4.14e：8/3區域5 RGB分析圖 ......................................................... 62 x 圖4.15a：7/26觀霧影像分析範例圖 .................................................... 63 圖4.15b：7/26觀霧影像分析範例圖 .................................................... 63 圖4.15c：7/26觀霧影像分析範例圖 .................................................... 64 圖4.15d：7/26觀霧影像分析範例圖 .................................................... 64 圖4.15e：7/26觀霧影像分析範例圖 .................................................... 65 圖4.15f：7/26觀霧影像分析範例圖 ..................................................... 65 圖4.15g：7/26觀霧影像分析範例圖 .................................................... 66 圖4.15h：7/26觀霧影像分析範例圖 .................................................... 66 圖4.15i：7/26觀霧影像分析範例圖 ..................................................... 67 圖4.15j：7/26觀霧影像分析範例圖 ..................................................... 67 圖4.16a：7/26區域1 RGB分析圖 ....................................................... 68 圖4.16b：7/26區域2 RGB分析圖 ....................................................... 68 圖4.16c：7/26區域3 RGB分析圖 ....................................................... 68 圖4.17a：8/5觀霧影像分析範例圖 ...................................................... 69 圖4.17b：8/5觀霧影像分析範例圖 ...................................................... 69 圖4.17c：8/5觀霧影像分析範例圖 ...................................................... 70 圖4.17d：8/5觀霧影像分析範例圖 ...................................................... 70 xi 圖4.17e：8/5觀霧影像分析範例圖 ...................................................... 71 圖4.17f：8/5觀霧影像分析範例圖 ....................................................... 71 圖4.17g：8/5觀霧影像分析範例圖 ...................................................... 72 圖4.17h：8/5觀霧影像分析範例圖 ...................................................... 72 圖4.17i：8/5觀霧影像分析範例圖 ....................................................... 73 圖4.17j：8/5觀霧影像分析範例圖 ....................................................... 73 圖4.18a：8/5區域1 RGB分析圖 ......................................................... 74 圖4.18b：8/5區域2 RGB分析圖 ......................................................... 74 圖4.18c：8/5區域3 RGB分析圖 ......................................................... 75 圖4.19：觀霧霧事件天數圖 .................................................................. 75 圖4.20：逐月霧事件時間比例分布圖 .................................................. 76 圖4.21a：逐月輕霧事件時刻分布圖..................................................... 76 圖4.21b：逐月大霧事件時刻分布圖 .................................................... 77 圖4.21c：逐月濃霧事件時刻分布圖..................................................... 77 圖4.22：霧事件LWC分布圖 ............................................................... 78 圖4.23a：06:00 LST到08:59 LST點霧事件LWC分布圖 ................ 78 圖4.23b：09:00 LST到11:59 LST霧事件LWC分布圖 .................... 79 xii 圖4.23c：12:00 LST到14:59 LST霧事件LWC分布圖 .................... 79 圖4.23d：15:00 LST到17:59 LST霧事件LWC分布圖 .................... 80 圖4.23e：18:00 LST到20:59 LST霧事件LWC分布圖 .................... 80 圖4.23f：21:00 LST到23:59 LST霧事件LWC分布圖 .................... 81 圖4.23g：00:00 LST到02:59 LST點霧事件LWC分布圖 ................ 81 圖4.23h：03:00 LST到05:00 LST霧事件LWC分布圖 .................... 82 圖4.24a：逐時霧事件時間比例與HP比例關係圖 ............................. 82 圖4.24b：逐時霧事件時間比例與平均LWC關係圖 ......................... 83 圖4.24c：霧事件逐時HP、風速與LWC關係圖 ............................... 83 xiii 表 目 錄 表4.1a：RFD霧風洞實驗(風速=0.5，LWC=1.9)數據表 ................... 84 表4.1b：RFD霧風洞實驗(風速=0.5，LWC=1.2)數據表 ................... 85 表4.1c：RFD霧風洞實驗(風速=0.2，LWC=1.9)數據表 ................... 86 表4.2a：定LWC狀況下，SFC霧水收集率實驗數據表 ................... 88 表4.2b：定風速下，SFC霧水收集率實驗數據表 .............................. 88 表4.3：FDID元件表現表 ...................................................................... 88 表4.4：TLI方法正常運作日期表 ......................................................... 89 表4.5：FDID正常運作日期表 .............................................................. 90 表4.6：無雨有霧個案日期 .................................................................... 91 表4.7：97組可反演LWC之日期及時刻資料 .................................... 92 | |
| dc.language.iso | zh-TW | |
| dc.title | 霧及水平降水之多重策略觀測 | zh_TW |
| dc.title | Multi-strategy for fog and horizontal precipitation measurement | en |
| dc.type | Thesis | |
| dc.date.schoolyear | 97-2 | |
| dc.description.degree | 碩士 | |
| dc.contributor.oralexamcommittee | 柯文雄(Wen-Shung Kau),吳清吉(Ching-Chi Wu),賴彥任,魏聰輝 | |
| dc.subject.keyword | 霧,水平降水,霧風洞,液態水含量, | zh_TW |
| dc.subject.keyword | Fog,horizontal precipitation,fog tunnel,LWC, | en |
| dc.relation.page | 95 | |
| dc.rights.note | 有償授權 | |
| dc.date.accepted | 2009-08-17 | |
| dc.contributor.author-college | 理學院 | zh_TW |
| dc.contributor.author-dept | 大氣科學研究所 | zh_TW |
| 顯示於系所單位： | 大氣科學系 | |
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|---|---|---|---|
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