台灣地形對冬季冷鋒個案影之數值研究

Abstract

本文使用MM5 模式針對1996 年1 月7 日至9 日的冬季冷鋒個案 進行數值模擬，以探討台灣地形對冬季冷鋒之影響。該冷鋒呈東北 東—西南西走向之淺鋒面結構，在1 月7 日2200UTC 以後抵達台灣， 導致溫度驟降，形成寒潮爆發。衛星雲圖及地面的觀測均顯示該鋒面 受台灣地形阻擋，造成在東西部鋒面的強度及移動速度上出現差異。 地面觀測顯示鋒面在西岸自梧棲以南逐漸減弱並且移速減慢，東部則 較能維持原來之鋒面結構。鋒面出海後受到洋面之地表通量影響而產 生變性，使鋒後低層呈現濕冷的環境，在抵達台灣之後受地形阻擋的 抬昇作用影響，北部迎風面以及東部沿岸出現零星的降雨；而台灣西 南部在鋒面通過期間並沒有雲冪及降雨現象的發生。 中尺度模式MM5 的模擬結果顯示，通過台灣東西部之鋒面受地形 影響的機制並不相同。跨越大陸武夷山之鋒前氣流受台灣地形阻擋而 轉為北風，造成台灣在西南部及海峽上鋒前北風提前增強的現象。其 次，台灣西南部地表受日間輻射增溫的影響，使得鋒面之結構變得不 顯著且移速減慢，但海峽處之鋒面則受管道效應影響而加速南移。在 東部沿海由於冷空氣受地形阻擋而形成高壓脊，加強了花蓮沿海之非 地轉北風的強度，並造成鋒面在蘇澳以南加速南移。 以台灣地形及地表通量為變因所進行的敏感度測試中，顯示在沒有中央山脈的阻擋下，通過台灣本島之鋒面結構較為完整。並且鋒後 之風場並未出現受地形增強的現象，鋒面的移動速度則隨著鋒面南移 而減慢。而在無地表通量的模擬中，鋒面的溫度梯度並未受到暖洋面 的影響而減弱，因此在低層具有較強的壓力梯度與水平風切，顯示出 較強且淺的鋒面結構。而鋒後更穩定之環境則減弱了對流的強度並使 鋒後降水強度明顯減弱，可見地表通量在冬季冷鋒出海之後對鋒面結 構之修正扮演極為重要的角色。