學位論文
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Item 臺灣地區降雨模擬的動力與統計降尺度的比較與分析(2024) 王亮傑; Wang, Liang-Chieh過往直接比較動力降尺度與統計降尺度的研究較少，大部分研究進行降尺度比較或評估時，通常是以實際的觀測資料為基準，評估各個降尺度方法。動力降尺度方法藉由趨近真實世界的資料提高氣候模式的解析度，獲得高解析度的氣候推估資料，運算出的結果能呈現不同地理與氣候特徵。統計降尺度方法則利用過往的觀測資料與氣候模式模擬資料，以回歸和統計分析方法建立兩者之間的統計關係。相較於動力降尺度方法，在電腦計算的要求相對較低，方法上也更加簡單；但是統計降尺度模擬的結果沒有辦法呈現物理過程，並且缺乏適合的物理解釋，應用時需要假設未來的氣候特徵在統計上是穩定的；然而近年來氣候變遷影響下，這個統計穩定的假設通常是無法滿足且無法證明。對此本研究以「理想模式」作為實驗架構，使用動力降尺度資料代替降尺度中的觀測資料，驗證統計降尺度方法，並以全球高解析度模式資料作為參考，比較動力與統計降尺度在不同季節、極端降雨之降尺度成效。研究結果顯示統計降尺度在梅雨和夏季容易受到高解析度模式資料影響，與動力降尺度差異較大，而統計降尺度與動力降尺度在冬季較為接近；然而，極端降雨主要集中在梅雨和夏季，對於系統性降雨如颱風、梅雨等，統計降尺度與動力降尺度具有接近表現，但它依然受模式資料影響為主；極端降雨能觀察到冬季的成效比梅雨和夏季高，趨近動力降尺度的比例相比所有天數降低。Item 不同的夏季降雨型態對於極端時雨量與大氣溫度對應關係的影響(2022) 朱建穎; Chu, Chien Ying全球暖化使得溫度上升，大氣溫度變化可能對於極端降雨型態與特性有所影響，許多前人指出全球暖化可能會改變極端降雨的頻率、降雨強度以及延時長短，從熱力學的克勞修斯-克拉佩龍關係式，可以推測當氣溫在上升1度時，大氣的飽和水氣壓會上升大約7%，所以許多過去的研究認為，由於水氣增加，極端降雨強度也會以相似比例增加，比較不像平均降雨的變化會直接受到平均環流變化的影響。但是過去研究發現，當氣溫上升到較高的氣溫度時，雖然大氣中的水氣壓隨溫度上升的速度變化不大，但是極端降雨隨溫度上升速率變成克勞修斯-克拉佩龍關係的兩倍或更多。不過當氣溫或是露點溫度上升至25度至26度以上時，隨著氣溫或露點溫度升高，極端降雨強度反而下降。以臺灣測站資料進行類似分析，並針對夏季降雨型態做分類後，可以發現在上述大氣背景氣溫與極端降雨強度關係中，在高溫所得到的負斜率關係多半是由於午後雷陣雨以及其他未歸類的降雨型態為主，這兩種降雨型態往往伴隨的日均溫度較高，但降雨強度較其他降雨型態弱，導致負斜率的發生。從降雨事件分析，極端降雨強度在降雨延時變短時也會隨之減弱。而露點溫度–極端降雨強度關係中，負斜率的露點溫度主要是由颱風與其他未歸類的降雨型態為主，屬於午後降雨型態的極端降雨所伴隨的露點溫度反而較低。在結合降雨事件延時做分析後，目前我們可推斷，午後降雨型態在負斜率的露點溫度–極端降雨強度關係中，極端降雨強度隨著露點溫度反而增加，降雨事件的延時也增加，從物理的角度來看，午後降雨是往往是局部區域的對流性降雨，小尺度對流系統降雨的延時卻較長，代表不只是大氣的溫度高，而且水氣也較為充足，因此露點較高；然而在颱風降雨型態下，較強的極端降雨強度往往伴隨較低的露點溫度，是因為當颱風降雨較強時，往往是屬於較長降雨延時的事件，整體環境溫度隨著持續降雨而降低，使露點溫度較短延時的颱風外圍雨帶的露點溫度低，對於上述負斜率有較大的貢獻。