模式解析度對 WRF 區域氣候模式中熱帶風暴活動模擬的影響

Abstract

水平模式解析度可能是影響模式模擬熱帶風暴(Tropical Storm, TS)活動之重要因素之一。本研究採用Weather Research and Forecasting (WRF)區域氣候模式，研究範圍包含西北太平洋、印度洋及青藏高原(45°E-180°E，20°S-40°E)。研究解析度對此WRF-RCM模擬TS氣候活動之影響，設計兩部分的實驗。實驗一：選定30km、50km及100km三組水平解析度，進行2000-2010年6-11月TS氣候活動模擬。實驗二：增加2002年及2005年7-9月10km解析度之模擬，進行TS強度模擬。探討模式解析度對WRF-RCM模式中TS活動的影響。 結果顯示，100km解析度，能掌握TS之軌跡通過頻率，卻嚴重低估TS的生成頻率，此結果類似大多數的GCM模式。當解析度提升至50km時，TS的生成頻率模擬能力能有所提升，但仍然無法掌握TS生成頻率之年際變化。而當解析度提升至30km時，TS的通過頻率、生成頻率與生成頻率之年際變化，皆能有不錯的表現。但30km模擬嚴重低估TY4-TY5生成頻率，當解析度提升至10km時可以明顯改善TY4生成頻率，但TY4生成頻率仍低於觀測。 TS主要生成在海溫高、低層正渦度大、中層相對濕度高與垂直風切小的季風槽與輻合區。四組水平解析度模擬均可掌握此TS生成位置與大尺度環境條件場之關係。100km模擬中，地形阻擋效應差，在東南亞島嶼一代明顯高估高低層穿越赤道流風速，造成西北太平洋高低層垂直風切變大，且渦度中心、強降水區及季風合流區偏北偏東，有利TS生成區域變小。隨解析度增加至50km及30km，地形阻擋效應及降水分怖逐漸改善，環境場、TS生成位置及生成頻率模擬接近觀測。 強的TS生成位置偏東南、生命史較長、生成後多數向西北移動與風速改變率較大。四組水平解析度模擬均可掌握強的TS生成位置偏東及生命史較長之特徵。100km模擬中，強的TS生成位置偏北，路徑以向西移動為主。隨解析度增加至50km、30km及10km，強的TS生成位置與路徑模擬與觀測相似。100km、50km及30km模擬，嚴重低估強的TS風速改變率，造成TY4-TY5生成頻率嚴重低估。隨解析度增加至10km，強的TS移動路徑環境條件場較30km模擬有利TS發展，強的TS風速改變率及TY4生成頻率明顯改善，但仍低於觀測。