學位論文
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Item 未來長期氣候變遷對西北太平洋超級颱風個案降水潛在影響之模擬研究(2023) 謝旻儒; Hsieh, Min-Ru氣候變遷所衍生的極端天氣現象是人類在未來須面對的環境議題之一，近年來逐漸在國際間獲得重視，而對於未來的災害推估也是學界近期正努力鑽研的一大領域。對於西北太平洋區域而言，颱風的肆虐往往對陸地造成嚴重災損，除風力驚人，其挾帶的劇烈降水更具有破壞力，尤其薩菲爾·辛普森等級C4或C5的強颱更是不可言喻。為探討未來暖化下強烈颱風的降水變化，本研究以此為動機，自Thean (2021) 選取雲解析風暴模式CReSS模擬之梅姬(2010)、海燕(2013)、莫蘭蒂(2016)三個典型超級颱風個案及未來21世紀末RCP 4.5及RCP 8.5情境的模擬實驗結果，加以分析相關降水參數及環流結構變異，另使用水收支做更進一步的定性與定量診斷作為研究主軸。研究結果指出，三個案在未來情境模擬下，背景水氣增加與垂直次環流上升運動的加強導致颱風劇烈降水皆有顯著成長，在0~400公里半徑範圍內，經全模擬時間平均，梅姬颱風分別在RCP 4.5及RCP 8.5情境下增加6.04%、12.85%，海燕颱風分別增加12.85%、29.6%，莫蘭蒂分別增加4.63%、6.3%；若縮小至0~200公里半徑，梅姬颱風於兩環境下分別成長11%、19.99%，海燕颱風分別增加10.42%、19.43%，莫蘭蒂颱風則成長5.92%、19.58%。各類水象粒子的軸對稱垂直剖面分布也呼應到降水，水氣、降水粒子在內核有顯著增長，而冰相粒子因溶解層提高，生成高度會些許增加且有總含量減少的可能性。在水收支分析上，考慮不同個案的環流半徑與計算精確度，三個案使用不同半徑與時長進行計算，不過皆有一致的結果：在暖化情境下，密度輻合增強，密度平流加強，粒子絕對溼度時變率亦增加，而整體水收支以水氣的密度輻合為最大主導項。本研究另有分析中低層0~5.5公里之可降水量與水平輻合積分，儘管發現三個案於不同暖化情境下誘發降水的偏好歸因不同，一部分實驗的降水差異來自水平輻合的增大，另一部分則來自可降水量的增加，不過兩機制皆會對未來超級颱風環流降水增加的可預期性是不變的。Item 全球暖化下的熱帶降雨(2012) 陳昭安; CHAO-AN CHEN從全球平均角度來看，在模式模擬全球暖化情境中，全球平均降雨變化呈現隨著時間增加的趨勢，並且對於降雨事件的發生頻率與強度，則有一弱降雨發生頻率減少，強降雨發生頻率增加之趨勢，並且呈現一個減弱的熱帶環流。然而，實際上降雨變化存在複雜的空間差異，因此與區域平均降雨變化相關之區域降雨頻率與強度的改變，也會隨著區域不同而有差別。本篇論文分析氣候模式模擬全球暖化情境，檢驗熱帶區域降雨變化的影響機制，並且進一步探討在這樣的降雨變化之空間差異下，其降雨頻率與強度的變化，以及其相對應的熱力與動力作用的貢獻。此外，亦利用大氣穩定度的改變來探討對流發展深度與熱帶環流變化的關係。 一般而言，當氣候變暖，平均降雨增加(減少)主要與降雨頻率增加(減少)以及強度增強(減弱)有關，這樣的變化主要受到大氣水氣增加之熱力貢獻，以及與熱帶環流變化有關的動力貢獻之影響。熱力貢獻對於平均降雨變化、降雨事件的頻率與強度，皆為正貢獻，特別是極端降雨事件，並且空間分布差異相對很小，而動力貢獻則係造成區域差異的關鍵。降雨頻率增加與強度增強，受到熱力貢獻主導較多，進而有利於平均降雨之增加。動力貢獻則可進一步加強這樣的變化，例如透過錦上添花機制(rich-get-richer mechanism)或海洋熱通量回饋。或者透過對流深度加深效應，輕微的減弱熱力貢獻。相對於熱力貢獻，動力貢獻與降雨發生頻率減少和強度減弱較為相關，例如透過落井下石機制(upped-ante mechanism)、對流深度加深效應、長波輻射冷卻、冷平流作用，然而暖平流則輕微有利於降雨事件的頻率增加。對於與降雨相關的之熱帶環流改變，透過資料分析與模式模擬測試顯示，當氣候暖化，熱帶環流可能減弱亦可能增強。當大氣環境越穩定(不穩定)，對流可發展深度亦隨之加深(變淺)，並且導致熱帶環流的減弱(增強)。