學位論文
Permanent URI for this collectionhttp://rportal.lib.ntnu.edu.tw/handle/20.500.12235/73900
Browse
4 results
Search Results
Item 利用高解析度大氣模式與CMIP6高解析度氣候模式探討TC頻率與破壞性之現今模擬與未來變化(2023) 陳冠杰; Chen, Kuan-Chieh本研究利用高解析度大氣與海氣模式，系統性評估模式模擬西北太平洋TC (Tropical Cyclone)活動之表現，及推估未來溫室氣體濃度為CMIP5(Coupled Model Intercomparison Project 5)中的RCP8.5 (Representative Concentration Pathways 8.5)與CMIP6中的SSP5-8.5 (Shared Socioeconomic Pathways 5-8.5)暖化情境下，近未來(2021-2050)與21世紀末(2075-2099)西北太平洋TC活動及登陸東亞沿岸地區之變化，並利用GPI(Genesis Potential Index)與SSE (synoptic-scale eddy)能量診斷等工具，分析TC變化機制。結果顯示25~50公里高解析度大氣與海氣模式均可以模擬現今氣候TC生成與軌跡頻率。然而，模式仍低估TC平均最大強度及強烈TC數目，其中海氣模式更低估TC強度。經由SSE能量診斷分析，顯示ISO(Intraseasonal Oscillation)與SSE尺度交互作用，在TC強度增強過程中，扮演重要的角色。海氣模式模擬ISO提供顯著較少的能量給TC發展。ISO南側較弱的水氣通量，較不利TC潛熱釋放，TC可用位能轉換成較少的TC動能，限制TC強度發展。高解析度氣候模式有助於TC活動模擬表現。高解析度海氣(大氣)模式推估在CMIP6 SSP5-8.5 (CMIP5 RCP8.5) 暖化情境下，近未來(2021-2050) (21世紀末(2075-2099))的TC生成數目減少4.3%(50%)，強度增強0.8%(14%)，及伴隨降雨增加5.8%(35.4%)。TC登陸東亞沿岸地區的頻率減少4.5%(51.9%)。暖化效應影響下，高解析度海氣與大氣模式推估近未來與21世紀末西北太平洋TC活動的變化趨勢一致，但變化幅度仍具有不確定性。經由GPI與SSE能量診斷分析，發現高解析度大氣模式推估在21世紀末TC主要生成位置上，中層大氣較乾燥，季風槽減弱伴隨中層下沉運動異常及SSE活動減弱，限制TC生成。然而，在21世紀末，較暖海溫與較弱垂直風切，及SSE動能產生效率增加，有利TC更快速的增強，更具有破壞性。Item 使用數值模擬深入了解颱風引起臺灣東北海域降溫(2023) 吳欣茹; Wu, Hsin-Ju夏季颱風通過後，多次在臺灣東北角龍洞外海引起海表溫下降。2001~2020年18個第5類颱風中有3個颱風路徑十分相似，分別是2001年的尤特(Utor)、2008年的如麗(Nuri)和2008年的哈格比(Hagupit)。然而透過龍洞浮標海表溫資料觀察發現這3個颱風對龍洞海域造成的降溫幅度卻差異甚大，尤特颱風期間下降最多達8.8℃，如麗期間降溫為2.7℃，而哈格比期間海表溫下降幅度僅1.4℃。前人文獻指出，臺灣周遭海域颱風引起之海表降溫與颱風行進軌跡間有良好之關係，為了進一步釐清為何相近軌跡之颱風卻引起近岸海表溫降有如此顯著之差異，本研究使用區域海洋模擬系統模式(Regional Ocean Modeling System, ROMS)，重建此三相近軌跡颱風個別引起之上層海洋響應。同時，為了瞭解潮汐可能對颱風引起降溫過程造成之影響，本研究於數值實驗中亦納入了潮汐作用。透過實驗設計以及熱收支守恆方程診斷分析，探討各物理過程對三個颱風期間海表降溫所造成之影響。模擬結果顯示在尤特颱風期間，東海黑潮入侵最為顯著，亦驅動較強的次層冷水抬升，進而導致較大幅度的海表溫降，如麗東海黑潮入侵幅度最小，次層冷水抬升較不明顯，海表溫降幅度亦較弱，表東海黑潮入侵在近岸海表溫降中扮演著重要的角色，而模擬在納入潮汐效應會強化冷卻響應，並使其更接近真實情況。這三個相似路徑和強度的颱風在臺灣東北海域引起不同的區域風，尤特期間龍洞海域出現強東北風，為三者之中最有利於東海黑潮入侵之風力條件，此與颱風半徑有關。另外，從理想實驗可以得知區域風為主要驅動東海黑潮入侵的因素，海洋的部分初始場對降溫影響較小，潮時則影響較為明顯。熱收支分析結果顯示，三個颱風降溫過程溫度變化主要是受到垂直平流項影響，而潮餘流則會透過垂直平流項強化近表層的冷卻響應。最後，當颱風移動至南海時，流向轉為西北，進而造成臺灣海峽流速增加，流速快且溫暖的臺灣海峽流流經龍洞海域，使海表水溫回復。Item 尺度交互作用於秋季熱帶氣旋年際變化之影響(2011) 李庭慧; Ting-Hui Lee過去有許多研究顯示，夏季的熱帶氣旋會受到不同尺度的系統所影響而有明顯的年際變化，如聖嬰現象、季內振盪等。然而較少研究針對秋季熱帶氣旋進行討論。本研究將使用三維綜觀尺度擾動動能方程，來探討西北太平洋地區，秋季綜觀尺度擾動的能量收支，在年際變化上的差異。本研究將此方程的擾動部分分為綜觀尺度擾動(10天以下)以及季內振盪(10-90天)兩部分，因此可以進一步探討平均流及季內振盪與綜觀尺度擾動之交互作用。 利用累積氣旋能量，定義出年際變化的活躍期與非活躍期，並做能量的合成分析，探討兩時期能量轉換之差異。研究結果發現在活躍期時，正壓能量轉換與斜壓能量轉換皆有向東、南延伸的情形。正壓能量轉換項包含平均流與綜觀尺度擾動之交互作用，以及季內振盪與綜觀尺度擾動之交互作用。由於在西北太平洋地區有東北-西南走向之綜觀尺度擾動，且該波列呈西北-東南走向，故有利於綜觀尺度擾動從大尺度環境場擷取能量。另外，該區也存在一異常氣旋式風切距平、異常季內振盪的氣旋事風切距平以及異常西風噴流距平，故有利於平均流場與季內振盪將能量轉換給綜關尺度擾動。而對斜壓能量轉換項而言，由於在低層有明顯的海氣交互作用、中高層有較大的潛熱釋放，因此造成活躍期時斜壓能量轉換也增強。 因此可知在活躍期時，正壓與斜壓能量轉換皆增強且向東、南延伸，會有利於颱風在西北太平洋東南側之生成與發展，生成後颱風在海上停留的時間亦較久，故較有機會發展成為較強烈的颱風。Item 季風槽及熱帶氣旋活動模擬於WRF 30公里解析度區域氣候模式(2011) 林建男; Jian-Nan Lin西北太平洋是熱帶氣旋活躍的地區，熱帶氣旋摸擬及研究是重要熱門的議題。然而早期模擬以低解析度全球模式為主要工具，模擬出來之熱帶氣旋有暖心結構及環流系統，但中心強度不太理想。故本研究考慮了海陸分佈和地形以及中、東太平洋、印度洋之影響，採用Weather Research and Forecasting (WRF) 30公里之解析度，針對2000~2009年間之夏、秋兩季進行區域氣候模擬，並設計了NWP(100°E~180°,5°S~35°N)、NP(100°E~120°W,10°S~40°N)、IONWP (50°E~180°,20°S~40°N)三組不同範圍之實驗，來探討西北太平洋地區位於東亞季風區，而東亞季風、太平洋副熱帶高壓及太平洋海溫分佈是影響熱帶氣旋生成及活動之因素。並偏重在秋季大尺度環流及熱帶氣旋的探討。 在NCEP觀測資可發現，大尺度環流影響了熱帶氣旋之生成及軌跡。而在模式中均有掌握大尺度環流及熱帶氣旋活動之關係。但在NWP及NP模擬季風槽有過強之現象，而使副高位置東移。使秋季熱帶氣旋生成數量、位置及軌跡較不完全符合JTWC資料。然而IONWP則在季槽風模擬中要接近於觀測，在大尺度環流掌握度較佳。在秋季熱帶氣旋之模擬中生成數量、位置及軌跡均模擬良好。模式在提高解析度之下，三組模式均有達到一定的強度，但仍稍弱於JTWC資料。可見模擬過程加入印度洋、南亞陸塊及青康藏高原，模式有掌握大尺度環流之特徵，並影響及掌握秋季熱帶氣旋之活動。