臺灣北部對流風暴關於「風暴相對螺旋度」、「對流可用位能」及「能量.pdfVIP

氣象學報第4 9卷第1期 臺灣北部對流風暴關於 「風暴相對螺旋度」、「對流可用位能」及 「能量-螺旋度指數」之應用研究 林定宜 中央氣象局氣象預報中心 摘 要 對流風暴是導致臺灣地區氣象災害的主要類型 ，其特點是時 、空尺度 小 ，生命期短 、但破壞力強大 ，預警能力卻較低 ，尤其對防災層面和大眾 經濟而言 ，影響至鉅 。因此如何做好對流風暴的診斷 、監測和預報是刻不 容緩的重要課題 。以往國內對於對流風暴之氣候特性及物理參數較少系統 性之分析 。重要的物理參數風暴諸如 ：相對風暴螺旋度( SRH ) 、對流可用 位能(CAPE)及能量-螺旋度指數(EHI)等相關概念 ，均為預報員在作業上所 常見 ，是天氣預報以及與豪大雨有關研究工作的良好工具 ，但目前為止在 臺灣較少研究歸納資料 。有鑑於此 ，本研究以預報中心平日常規作業資料 為基礎 ，進行對流風暴之研究 ，以期改善短期天氣預報之品質 ，藉以達到 防災 、減災之目的 。 本研究是立足於綜觀大氣環境下 ，探討風暴相對螺旋度( SR H ) 、對流 可用位能(CAPE) 、能量-螺旋度指數(EHI)等物理參數氣候特性之研究 ，試 以建立綜觀大氣環境下 ，這些物理參數應用於臺灣北部地區的概念模式 。 本文首先針對重要概念及理論做回顧分析 ，並進行資料之蒐集 、品管 、整 合 、分類及統計 ，進而做了若干重要模式探空之SR H 初始資料校驗以及 6hr 、12hr 預測資料校驗 。研究結果發現風暴相對螺旋度( SRH) 、對流可用 位能(CAPE)及能量-螺旋度指數(EHI)等參數分析方法在臺灣北部地區實際 業務中 ，短期預報方面有着廣泛的應用價值 ，其變化特徵與天氣型態間關 係密切 ，宜善加應用 。 關鍵詞 ：風暴相對螺旋度( SRH) ，對流可用位能(CAPE) ，能量-螺旋度指 數(EHI) ，超大胞(sup er cell) ，沿向流(str eamw ise) ，垂直沿向流 (cr osswise) ，風徑圖(h odogr aph) ，盒鬚圖(box-and-whisker plot) －69 － 相關聯 ，它綜合反映了大氣的垂直運動 一 、前言 與輻散 、輻合的情況 ，因此其水平分布 現代天氣預報方法日新月異 ，一位 也大致反映雨帶的分布 ；當對流中下層 預報員在當今不僅要熟練 「圖形預報 的螺旋度為正值( 即為氣旋式渦度區) ， 編輯系統」( Gr ap h i c a l F or e c a st E d it or ; 上層為負值中心 ( 即為反旋式渦度區) GF E ) 的使用 ，並要了解數值模式中的基 時 ，有利於暴雨產生和維持( 章國材等 ， 本物理過程及誤差分布特性 ，且應具備 2 0 0 7 ) 。低層螺旋度大值中心軸線與切 熟悉相關診斷量的物理意義知識 。本文 線和地面輻合線走向一致 ，高層螺旋度 即是針對對流風暴之重要物理量進行探 與高空急流有關 。高低層這種螺旋度的 討 ，所研究之物理參數包括 ：風暴相對 配置 ，為大暴雨的發生和維持提供了有 螺旋度( St orm -R elat iv e H elicity