學位論文
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Item 季內振盪之海氣耦合模式模擬(2007) 鄭安琪亞洲地區具有全球最大的季風系統，東亞地區降雨受到夏季季風ㄧ定程度之影響，且季風的肇始與中斷與季內振盪息息相關，因此若能了解季內振盪的生成機制與移行路徑，將有助於對亞洲夏季季風之預報。本研究採用ECHAM5/MPIOM、MIROC3.2(medres)、CNRN、GISS-ER及INM3.0等五個模式比較CGCM與AGCM對ISO的模擬結果，經空間相關係數與均方根誤差之計算後發現，在各個月份對於季內振盪的模擬上，傳統系集平均(ensemble mean)比單一模式模擬為佳，CGCM模擬又比AGCM模擬結果好，其中尤以ECHAM5/MPIOM與MIROC3.2(medres)二個模式表現為優。但各個模式在五、六月份均有模擬變差的現象，此應與五月份亞洲夏季季風肇始有關。 AGCM模式模擬中，無論在孟灣或南海地區，均以渦度場為主要的影響機制，可能是造成模擬季內對流強度過強的因素。而CGCM增加了海氣交互作用，與季內對流相關之地表熱通量產生海溫正距平，此時海表面溫度增高，大氣邊界層之水汽含量也增加，形成有利對流發展之不穩定環境，因邊界條件改變而改善對季內振盪之模擬。而本研究所選取CGCM五個模式中，以MPI模式模擬結果最佳，其次為MIROC3.2(medres)模式，其餘模式模擬ISO不理想的原因除了模式本身物理過程設定外，可能與解析度不同有關。Item ECHAM4 模式T42系集模擬與T106模擬季內振盪之比較(2006) 陳盈靜亞洲夏季季風的活躍與暫歇受季內振盪（ISO，Intraseasonal Oscillation）的影響很大，因此若能改善ISO的預報，將有助於亞洲季風之預報。本研究採用ECHAM4 T42及T106（European Centre,Hamburg）模式之日降雨值進行ISO評估。分析結果顯示，ECHAM4 T42模擬，無論是氣候模擬或是各年模擬，至五月份相關係數都下降，到了七、八月回升。五月份模擬變差的時間與對流往北移動的時間相符，而運用ECHAM T106模擬後，可使模擬結果變得更好，但五月份的空間相關係數仍較其他月份低。T42模式透過傳統系集平均，可有效增加模擬結果，無論是氣候模擬或是年際變化，十個模擬之傳統系集平均與五個模擬之傳統系集平均結果相差不多；運用系集模擬之後，無論在在訓練時間（training period）及預報時間（forecast period），系集模擬比單一模擬要好，透過統計回歸模擬又較傳統平均系集模擬佳，且透過統計回歸模擬，五月模擬較其他月份差的現象可獲得改善。 五月份30～60天降雨與赤道東太平洋、印度洋SST呈正相關，與熱帶西太平洋SST有呈負相關；模式對SST年際變化之反應與觀測相似，當東太平洋SST偏暖，西太平洋SST偏冷，在西太平洋地區30～60天振盪位置偏南，然而在模擬較差年時，在西太平洋地區30～60天振盪位置，較觀測位置偏北，降雨預報較觀測差；此外無論是模擬較佳年或是模擬較差年，印度洋地區預報均偏北；經過統計回歸方式調整後，對西太平洋地區及印度洋地區預報均有改善。Item CMIP-5海氣模式與大氣模式模擬夏季季內振盪的評估(2014) 蔡鴻鵬夏季季內振盪的移動與發展和夏季季風的肇始與中斷息息相關，同時也對颱風的生成及路徑有很大影響。因此，能否掌握季內振盪的模擬將直接的影響模式預報準確度。本研究目的在於探討耦合模式與解析度對模式模擬夏季季內振盪能力的影響。選用CMIP-5兼具大氣模式AGCM與海氣耦合模式CGCM的模擬做比較，藉此分析AGCM與CGCM對夏季季內振盪(ISO)的模擬能力以及差異。選用的7個模式及觀測資料時間皆為1985~2005年，唯GPCP觀測降水時間較短1997~2008。本研究使用Daubechies(1998)小波分析方法來濾波，並使用空間相關係數以及均方根誤差來評估模式模擬的優劣。 本研究發現，CMIP-5中、高解析度模式在ISO模擬已較過去CMIP-3資料進步，能模擬出較強的ISO訊號以及較佳的空間位置。低解析度的模式則仍然低估ISO訊號。系集平均結果則優於單一模式，能有最佳的表現。 在東、西風相位及EOF-1的模擬中，大多數模式都有不錯的表現，特別是風場模擬優於降水及渦度，系集平均同樣有最佳的模擬結果。所有模式皆能模擬出渦度場位於降水場西北方的空間結構，有利於對流向西北方發展，提供模式訊號北移的基本條件。 中、高解析度CGCM能改善AGCM訊號高估以及西北太平洋過於向東延伸的問題。反之，低解析度模式則低估訊號且空間模擬不佳。AGCM的模擬無法掌握北傳特性，中、高解析度CGCM表現則較佳，較多模式能掌握北傳訊號以及40天的波動週期。 本研究發現，耦合模式CGCM模擬季內振盪表現未必較大氣模式AGCM好。解析度高於2˚× 2˚的中、高解析度模式，加入耦合系統才有明顯的改善，解析度低於2˚× 2˚的模式則否。模式解析度必須高於一定水平之上，此時加入海氣耦合系統，才能夠改善季內盪的模擬。Item 季內振盪對颱風伴隨西南氣流之影響(2017) 陳怡秀; Chen, Jennifer摘要 颱風離臺後所伴隨的西南氣流，往往同時伴隨長時間的強降雨，有時甚至比颱風本身造成之降雨更為劇烈。然而並非所有颱風個案皆與西南氣流共伴，為瞭解大尺度環境(包括MJO、QBWO等季內振盪)是否在其中扮演重要角色，本研究選取發生西南氣流共伴之颱風個案，如敏督利(2004)、卡玫基(2008)、鳳凰(2008)、莫拉克(2009)、潭美(2013)，使用WRF模式模擬，並進行系集平均分析。 移除MJO環流後對颱風駛流的改變並不顯著，但臺灣海峽附近之西風、水氣量、水氣通量的輻合均變小，使西南氣流降雨減少。而QBWO對伴隨西南氣流颱風個案最顯著之影響在於路徑與駛流，當移除QBWO後，使颱風路徑改變，颱風環流與南海的豐沛水氣無法互相連結，且西南風不足的情況下無法將對流雨帶推往陸地；亦或是颱風路徑大幅偏離，導致颱風中心遠離臺灣，皆致使大量降雨發生於海面上。而路徑差異較小之個案，移除QBWO後的模擬結果在臺灣海峽之西南氣流強度明顯不如移除MJO之結果，故臺灣西南方的共伴降雨大幅減少。以中尺度之觀點分析，QBWO對颱風伴隨西南氣流的影響明顯大於MJO。歸納上述，季內振盪改變亞洲與西北太平洋地區大尺度環境場，產生有利颱風伴隨西南氣流之條件，進而使共伴降雨增強。關鍵字：颱風，季內振盪，西南氣流，數值模擬Item 季內時間尺度的颱風模擬：高解析度模式（HiRAM）25和50公里(2018) 朱美霖; Chu, Mei-Lin本研究主要分析高解析度大氣模式HiRAM之25km與50km模擬場對於在季內時間尺度的西北太平洋颱風活動模擬情況。首先檢視氣候特徵，其後進行季內振盪東西風相位時期模擬之探討。 颱風氣候特徵模擬之檢視，分為西北太平洋全域以及登陸侵襲東亞分區域等兩部分。西北太平洋全域的模擬結果顯示，兩模式模擬場對於颱風活動的空間分布掌握良好，颱風大多數生成在季風槽區與大尺度的東西風輻合區，與觀測一致。但是由於模擬的季風槽偏強，模式傾向高估颱風生成個數。在相同的颱風篩選條件門檻下，HiRAM 25km模擬的颱風生成個數較接近於觀測場，表現優於HiRAM 50km。颱風強度方面，模擬場傾向低估；以觀測場強度為基準的比較結果顯示，HiRAM 25km能模擬三級颱風（TY3）以上的強度，表現明顯優於HiRAM 50km。 登陸侵襲東亞分區域部分，為將行經東亞之颱風依其登陸侵襲區域作分類來比較；即登陸侵襲臺灣/中國大陸東岸區（TWCN）、南海區（SCS）與日本區（JP）等三類。結果顯示，HiRAM 50km對於侵襲TWCN與SCS類颱風之生成個數及通過頻率之掌握度相對於侵襲JP類颱風者佳，於侵襲JP類颱風之生成個數則明顯高估而通過頻率分布偏北。HiRAM 25km對於侵襲TWCN與SCS類颱風之生成個數及通過頻率模擬與觀測場相似，並能改善HiRAM 50km侵襲JP類颱風之生成個數高估和通過頻率分布偏北的情形。 季內振盪西（東）風相位期間，大尺度環境場呈現氣旋式（反氣旋式）環流，颱風生成機率較高（較低）。觀測場統計數據顯示，颱風在西風相位時期之生成機率約為東風相位時期的2倍。HiRAM 25km能夠良好掌握東西風相位期之間颱風生成機率之差異，HiRAM 50km則無法掌握此差異性。 在環境型態方面，西風相位時期，季內振盪之氣旋式環流加強季風槽，環境有利於颱風生成與發展，大尺度環流與颱風生成之間的關係與氣候場相似，模式掌握度較高。東風相位時期，季內振盪之反氣旋式環流抵消季風槽，環境不利於颱風生成與發展，大尺度環流與颱風生成之間的關係不明確，模式掌握度降低。HiRAM 25km雖然於東風相位時期略高估臺灣附近之颱風通過頻率，但仍能夠良好模擬東西風相位期之間颱風活動分布特徵之差異性。HiRAM 50km於東風相位時期明顯高估臺灣附近之颱風通過頻率，導致東西風相位期之間颱風活動分布特徵差異不明顯。 數據統計以及空間型態等分析結果顯示，HiRAM 25km對於季內時間尺度之颱風活動具有相當的模擬能力。