台灣地形對冬季冷鋒個案影響之數值研究

Abstract

摘要 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。