台北地形效应之低空风切观测研究刘沛滕.PDFVIP

飛航天氣第二十五期 2016.04 臺北地形效應之低空風切觀測研究 A Study of Low-Level Wind Shear Observation with Topographic Effect of Taipei 1 2 劉沛滕 林博雄 摘要 低空風切是影響飛行起降安全因子之一，其定義為600公尺以下 的高度，出現水平方向15 kts/km的風切，並且持續存在10秒鐘以上； 機場能透過低空風切警示系統(Low Level Windshear Alert System, LLWAS)的建置，來監測跑道前後區域上空之低空風切。臺北盆地受到 綜觀環境和地形的影響，所產生的低空風切可能不只在松山機場現有 的LLWAS監測範圍內，在東北季風的影響之下，透過地形效應，低空 風切可能會發生在臺北盆地西側和西北側的區域。為探討以上情境， 本研究在臺北盆地西側，新增了四個氣象觀測站，建立臨時性氣象觀 測網進行觀測。觀測資料經過資料處理和推算後，能使用「三角形遞 迴運算法」得到達低空風切閾值的輻合、輻散值，來表示觀測250公 尺高空的低空風切強度。在觀測期間該觀測網成功地觀測到低空風 切，觀測發生低空風切的時間和松山機場LLWAS警示紀錄相近。在松 山、桃園機場的低空風切系統更新，進行新舊系統比對驗收之後，對 於臺灣各機場低空風切的監測或許有別種選擇。 1交通部中央氣象局 2 國立臺灣大學大氣科學研究所 3 本文相關成果已於 2014 年 7月以「台北松山機場 10號跑道儀器進場區域之低空風切監測與 模擬研究 」為標題刊登於航空安全及管理季刊。 13 飛航天氣第二十五期 2016.04 一、前言 低空風切是指離地 2000 ft (600公尺)的高度內，發生水平方向 15 kts/km以上的單位距離風速向量差，並且低空風切發生的時間要 持續10秒鐘以上，而不是短暫幾秒鐘的亂流或陣風造成的瞬間風速向 量差(ICAO, 2005；UCAR, 2013)。低空風切依其單位距離風速向量差 的大小，達到15 kts/km以上、20~29 kts/km、大於29 kts/km，分級 為輕微、中度、強烈低空風切；在飛機起飛或降落過程中如果遭遇較 嚴重的風切影響，對於飛機操控安全有極莫大風險。微爆流、強烈對 流陣風鋒面、鋒面、地形效應、海陸風、低空噴流等原因皆有可能造 成低空風切(Lester, 2004)，本文所將討論的案例，則以地形效應引 發的低空風切為主。 低空風切警示系統 (LLWAS)由美國大氣科學研究中心(NCAR)開 發，由平行於機場跑道兩側測風臺以及電腦演算與警示系統所構成。 LLWAS演算方式由UCAR持有，何等(2005)將架設於松山和桃園機場 LLWAS 風速資料，使用「三角形遞迴運算法」重新計算LLWAS 任三個 測風臺，所圍出來符合NCAR 設計的三角形，計算該面積內的輻合輻 散量來推估低空風切。比較計算得到的低空風切結果與LLWAS 的警示 結果，兩者所得到低空風切發生時間大致上相同，惟「三角形遞迴運 算」得到的低空風切警示頻率略高(何等， 2005)，因此本研究再次使 用此種方法來進行低空風切的運算。 根據松山機場(機場代號RCSS) LLWAS低空風切歷年統計資料 (蒲，2003)，指出臺北盆地一年四季受各季節的天氣系統影響，皆有 可能發生顯著的低空風切，但是在夏 天和秋天發生的頻率最高；在 2009年1月到2011年5月之間松山機場的低空風切顯著案例，也呈現一 14 飛航天氣第二十五期