接收與解析南屯雙偏極化降雨雷達觀測雨量產品

中央氣象局所屬之氣象雷達，可監測臺灣地區及其鄰近460公里 海域之天氣現況，提供高時空解析度觀測資料，用以研判降雨位置、

強度，並且定位颱風位置。而雷達回波資料亦可利用回波估計降雨 公式(以下稱Z-R關係式)估計觀測降雨，將每個網格點當作一個雨量 站觀測降雨，可彌補臺灣雨量站因地形影響導致分布不均之缺點，

提供防救災決策參考依據，達到減災效果。

都卜勒雷達估計降雨所使用之Z-R關係式為經驗公式，其回波值 與雨滴譜(DSD,Drop Size Distribution)有關，由於觀測參數較少，僅 提供雷達回波及徑向風，回波與降雨關係式會受到不同型態雨滴粒 徑分布不同的影響，故相同回波值可能代表不同降雨強度。此外，

雷達回波易受到地形及距離影響造成訊號衰減，種種因素可能導致 降雨估計準確度不易掌握。

雙偏極化雷達可觀測多種參數，藉以區分大氣中各相粒子，進 而推估降雨結果，過去研究顯示可有效提升降雨準確度。因此，水 利署與氣象局合作建置五顆雙偏極化雷達，針對都市降雨進行密集 觀測。其中，臺中市南屯雙偏極化雷達已於107年7月於臺中市望高 寮風景區(圖3-12，座標-東經：120.5795、北緯：24.14426)完成建置，

期望藉由防災降雨雷達的建置，精進降雨及淹水預警能力，俾利水 利防救災單位強化地方防汛管理及應變指揮調度功能。

本工作項目完成南屯雙偏極化雷達資料介接，將資料解析成1 小時降雨強度，並配合資料建置展示網頁(展示網頁說明參考4.3節)。

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圖 3-12 南屯雙偏極化雷達位置圖 一、資料接收流程

氣象局107年6月底於水利署放置兩臺雙偏極化雷達主機，其一 位於水利署北區辦公室水文技術組，其二位於水利署北區辦公室水 利防災中心。南屯雷達觀測資料(Raw Data)透過網路及微波網絡傳 輸到氣象局，再經由水利署專線傳輸到雷達接收主機，當主機接收 到資料後即進行大氣中粒子區分、雜訊濾除等流程，並且利用雷達 參數估計降雨關係式計算降雨強度，資料傳輸流程如圖3-13。

由於雷達主機為LINUX系統，計畫中首要工作是在雷達主機建 置FTP作為傳輸通道，並於降雨伺服器中建置一隻C#程式自動化定 時自雷達接收主機FTP取得降雨強度資料後儲存於資料庫，再將其 透過網路服務(WebService)介接至降雨伺服器中，進行資料解析。

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*資料來源：區域防災降雨雷達資料展示及產品產生系統介紹(中央氣象局)

圖 3-13 雙偏極化雷達資料流 二、雷達資料解析模組建置

雙偏極化雷達資料為Rainbow5格式，資料內容為雷達推估之1 小時累積降雨，詳細資料如表3-6，本計畫解析程式以Python語言 撰寫，採用氣象雷達模組wradlib進行解析，可即時且快速解析所需 數據，其需使用之軟硬體如下所示：

1. 軟體：

(1) Python2.7— 通用之高階語言

(2) wradlib — python 語言所撰寫之解析模組 (3) MITFile — 多采公司開發之資料格式模組 2. 硬體：

(1) 作業系統：Windows 10 標準版 (2) 處理器(CPU)：I5-4210M 2.6GHz (3) 隨機存取記憶體(RAM)：8GB

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整體流程設計上主要分為四個部分，說明如下：

1. Rainbow5格式讀取：使用wradlib模組讀入資料檔案，模組隨即 區分XML及二進位資料，俾利後續應用。

資料內容：偽等高平面位置顯示器¹(Pseudo Constant altitude plan position indicator, Pseudo CAPPI)之一小時累積降雨 資料(dBA)

1 偽等高平面位置顯示器 (Pseudo Constant altitude plan position indicator,Pseudo CAPPI)：CAPPI 為高程之雷達資料，但由於掃描策略影響，部分區域在此高程上不一定有資料，為使資料完整，

採用最近之雷達資料補足。

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圖 3-14 108 年 05 月 20 日 12 時 47 分 50 秒南屯雙偏極化雷達累積 1 小時雷達推估降雨資料

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