3-1 控制實驗（CTR）
本控制實驗（CTR）由浮力積分比（Buoyancy Integral Ratio，BIR）值算出”
是否具有上下分離的潛勢”，結果顯示於圖 3-1，圖中左縱軸及圖中黑線表示 BIR，
灰色虛線為判斷是否具有上下分離趨勢之 BIR 臨界值 0.1，大於 0.1 表示邊界層具 有上下分離趨勢，右縱軸及圖中紅線表示總水混和比差值（Total Water Mixing Ratio Difference，qtd），數值越大表示邊界層內上下層所含有之總水混和比差異越 大。圖中顯示 CTR 實驗 BIR 及 qtd 隨時間之變化，在模擬初期第一小時 BIR 高達 Condensation Level，LCL）及 CF 垂直分布之時序圖。圖 3-2（a）顯示 CTR 實驗 之 CF，於模擬時間四小時後 CF 下降至 80 %，並且 CF 持續下降至模擬時間 22
度最大值作為 zi高度，另外，亦使用另外兩種方法測定 zi高度：1. 以雲水混和比
後容易因為雲層自我維持機制減弱而更容易消散，例如雲頂輻射冷卻效應大幅減 小時之每小時 LWP 的瞬時 PDF，根據 Wood and Hartmann （2006）所展示在邊 界層內開放胞與封閉胞之 LWP 的 PDF，若趨於封閉胞之 LWP 的 PDF 峰值界於 50 ~80 m2 g-1，而開放胞之 LWP 的 PDF 極值則會趨近於零，並且相較於封閉胞存 在較大量的高 LWP。對照本 CTR 實驗，在實驗模擬一小時時出現與 Wood and Hartmann （2006）封閉胞結構相似之 LWP 的 PDF，並且在 CTR 實驗模擬時間 四小時時出現與 Wood and Hartmann （2006）開放胞結構相似之 LWP 的 PDF，
顯示 CTR 實驗在雲形態上的改變。若從 LWP 的俯視圖來看，圖 3-5 為 CTR 實驗
的 LWP PDF 圖形出現長尾，顯示 LWP 出現少量但大值的現象，而 PDF 峰值往
小時之𝑞𝑞𝑐𝑐𝑓𝑓，在次雲層的𝑞𝑞𝑐𝑐𝑓𝑓呈現均勻的 1 %，有別於模擬一小時的𝑞𝑞𝑐𝑐𝑓𝑓隨著高度遞 平均邊界層頂高度（zi）、CF 最大值高度（CFmax）、及舉升凝結高度（LCL），
而平均 CF 大於 20%的區域為高度 920 m 至 1070 m 的範圍。此時 CTR 實驗的邊
3-2 邊界層頂之上環境影響
3-8（b）顯示 SW 實驗之 LWP，LWP 自模擬起始至模擬時間 11 小時由 115 g m-2
LWP 的 PDF 分布隨時間的分布亦不相同，因此我們利用第 2-4-2 節分辨雲型變化
模式模擬開始至雲層破裂為封閉胞結構的時間以 SD 實驗最短，僅需約 10 分鐘，
次雲層的 qc含量比率以 SD 實驗為最多，佔有 1.54 %、SW 實驗最少，僅有 0.91 %，
時間約一小時由 65 g m-2下降至 24 g m-2，隨後 LWP 隨著時間成長，至模擬結束
頂逆溫強度的情況下，在邊界層內的 CF 減少較快，在模擬結束時的 CF 也較低，
略少於 UC 實驗，僅佔模擬範圍的 1.3 %，但從圖 3-13（f）的下圖中可以看出，
現象均較不明顯。到了 LWP 的 0 ~ 50 g m-2的 PDF 分布呈現單調遞減函數時的第 二個時間點，此二實驗的雲層厚度與 CTR 實驗相同，而在次雲層的𝑞𝑞𝑐𝑐𝑓𝑓以 UC 實 驗為最多，佔有 1.94 %，UW 實驗則有 1.6 %，兩個實驗均高於 CTR 實驗的次雲 層𝑞𝑞𝑐𝑐𝑓𝑓，表示在次雲層與雲層的活躍程度在減弱邊界層頂逆溫強度後亦有所改變：
邊界層頂逆溫強度越弱、越不穩定，次雲層的雲發展佔整個模擬範圍的 CF 比例 越大。
在相同的大尺度環境條件下，若改變邊界層頂逆溫的強度，則會直接改變在 邊界內雲的型態。本小節所測試的兩組實驗，皆比 CTR 實驗之初始邊界層頂逆溫 弱，而在自由大氣的水氣設定上 UC 實驗與 CTR 實驗相同、UW 實驗與 SW 實驗 相同。從實驗結果來看，在相同的自由大氣水氣含量下，具有較弱的邊界層頂逆 溫實驗的海洋性低雲破裂的速率較快，並且在實驗最終有較多的對流胞生成，邊 界層頂高度也較高，顯示在較弱的邊界層頂逆溫、不穩定的情況下，對流胞更容 易生成、邊界層頂越高。