台灣梅雨季後造型雨帶之個案模擬研究:對流胞擾動氣壓之角色

Abstract

2012年6月11日在梅雨鋒前強西南氣流影響下，臺灣海峽屬於有利輻合環境，兩波線狀對流系統於臺灣北部外海組織生成並移入台灣。該對流系統於桃園及臺北等區域降下超大豪雨，24小時累積最大降水量達510毫米，雨區呈現東西線狀分佈，造成沿海及都會區多處淹水損失慘重。本文即針對此梅雨季超大豪雨個案，分析降水事件時空背景，從分析圖的判斷我們認為後造型對流系統為導致北臺灣淹水主因之一。我們使用日本名古屋大學研發之雲解析風暴模式(CReSS)完整解析六一二北部水災事件，高解析度模擬結果除成功掌握本個案之鋒面位置及線狀對流發展、移行等，也合理模擬後造型對流胞發展過程，並發現舊對流胞移速減緩隨後與新胞合併之現象。

進一步探討後造型對流系統上游新生對流胞激發原因，利用Klemp (1987)擾動氣壓分離法分別求出浮力擾動氣壓與動力擾動氣壓，氣壓診斷結果顯示新生胞擾動氣壓配置，與浮力項較一致，主要由擾動虛位溫所主導。而動力擾動氣壓主要透過西風垂直風切與垂直輻合兩項作用反應在上衝流兩側，可使舊胞移速減慢，有利新胞與舊胞之合併，對於上游新胞的激發過程則僅有間接角色。本個案對流胞上衝流隨高度向東傾斜，降水位於東側，西側並無冷池可以激發新對流胞，與過去Doswell et al.(1996)提到的中緯度常見的冷池外流邊界激發新胞過程不相同。舊胞中高層伴隨絕熱與蒸發冷卻，使中高層為一個冷區，加上對流不穩定環境，同時底層輻合有利舉升，以及潮濕環境容易達飽和而產生潛熱釋放。熱力因素使對流胞西側浮力隨高度減弱，西側高低層產生相對擾動高壓與低壓的氣壓配置，並產生向上的浮力擾動氣壓梯度力，有利垂直加速度增強，新生胞隨後激發。