環流雨帶與降水差異分析

模擬初始時間之雷達回波圖(圖 4.3)顯示，NDA 颱風回波南強北 弱，颱風眼範圍較小但完整。ODA 在颱風西北側相較於 NDA 強度增 強，與颱風東北側回波連結，且在颱風南側回波也有顯著增強，颱 風眼東側回波偏弱，結構較不完整。而 BDA 回波同樣也在颱風西北 側有增強現象，且在颱風東側有更顯著的增強，大於 25dBZ 的範圍 也明顯增加許多，但颱風眼北側回波偏弱，結構也不完整。從初始 時間回波來看，ODA 與 BDA 仍需時間調整颱風結構，這也導致後續 颱風海平面中心氣壓高於 NDA。於 06 h 時，三組模擬在颱風西北側 環流雨帶有明顯差異，NDA 並沒有如 ODA、BDA 明顯南北向的環流雨 帶，且 BDA 相較於 ODA 更往東北延伸。與觀測比較(圖 2.8a)，ODA 與 BDA 皆模擬出觀測颱風西側環流雨帶，但其位置較接近臺灣東 岸，觀測仍有一段距離，且 BDA 在臺灣東北部與觀測皆有零星回 波。在 12 h 時，三組模擬皆有環流與帶位於臺灣附近，NDA 環流強 回波帶仍位於臺灣東部外海，但在臺灣中北部有局部中強度回波訊 號，而 ODA 與 BDA 環流強回波帶皆位於臺灣東北部上空，同樣與觀 測(圖 2.8b)臺灣東北部之回波較為相似。在 24 h 時，可以看到颱

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風中心位置有明顯差異，NDA 與 CWDS 皆明顯偏北，於宜蘭南部山區 登陸，而 BDA 則於花蓮中部登陸，與觀測比較(圖 2.8d)，BDA 颱風 中心位置與觀測較為接近。除此之外，ODA 與 BDA 在臺灣西南側回 波模擬表現皆較 NDA 更接近觀測，有由陸地延伸至外海之趨勢。而 三組模擬皆有模擬到在臺灣南部外海颱風牽引北上之對流雨帶。在 36 h 時，NDA 於颱風環流南側與臺灣西南部回波與觀測(圖 2.8e)最 為相似，而 ODA 與 BDA 颱風南側並沒有如觀測有明顯對流雨帶，且 在臺灣西南側回波有過強的現象。然而，三組模擬在臺灣東部外海 以及南部外海均沒有模擬到與觀測相似的環流雨帶。在 45 h 時，觀 測引進西南氣流之時期(圖 2.8f)，可以明顯看到三組模擬在臺灣西 南部回波之差異，NDA 幾乎只剩微弱回波位於臺灣最南端上空，臺 灣西南部平原只有零星強回波而山區則幾乎沒有回波訊號，臺灣西 南部外海沒有引進西南氣流之跡象。而 ODA 在臺灣西南部也只剩平 原有零星強回波，山區也是幾乎沒有回波訊號，臺灣西南部外海亦 沒有引進西南氣流之跡象，不過在臺灣北部回波與觀測相似。而 BDA 在臺灣西南部平原與山區仍有回波訊號，雖然強度與觀測仍有 一段差距，但有引進西南氣流之跡象，與觀測最為接近。整體來 看，BDA 在 24 h 颱風登陸時與 45 h 颱風引進西南氣流時最為接近 觀測，除了 36 h 之外模擬皆表現不錯，而 NDA 在 36 h 最為接近觀

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測，其餘時期模擬表現皆最差，ODA 模擬表現則居於 BDA 與 NDA 之 間。

前述分析中 BDA 雖然在颱風海平面中心氣壓強度與最大陣風風 速模擬表現較 NDA 差，但在路徑與雷達回波模擬表現最佳，兩種差 異勢必反應在降水上，因此後續將透過圖 4.9 為三組模擬 24 小時與 72 h 累積雨量進行分析。圖 4.9a 為 00-24 h 之 24 h 累積降水，可 以看到足了在臺灣東北部之明顯差異外，其餘地區大致相同，BDA 在宜蘭南部山區之降水量明顯高於 NDA 與 ODA，與觀測(圖 2.3a)最 為接近，但在花蓮北部地區，三組模擬降水預報皆明顯低估。其差 異來自於 12-24 h 之路徑誤差，BDA 路徑誤差最低，而 NDA 與 ODA 路徑誤差較大，尤其是 NDA(圖 4.2a)，路徑偏北導致環流進入臺灣 東岸範圍偏北，而 BDA 雖然最接近觀測但能為於觀測北方，故在更 南端之花蓮北部降水明顯少於觀測。在 24-48 h 之 24 小時累積量水 (圖 4.10)，三組模擬同樣有明顯差異，主要分為臺灣中部與臺灣南 部兩個區域，NDA 與 ODA 降水主要集中於臺灣中部山區(達 700 mm 與 600 mm)，臺灣西南部平原與南部山區降水相對較少(平原達 100 mm、山區達 300 mm 與 400 mm)，而 BDA 主要降水在臺灣南部山區 (達 800 mm)，且臺灣西南部平原也有降下雨水(達 200 mm)，中部山 區降水相對較少(達 500 mm)。與觀測(圖 2.3b)相比，三組模擬在臺

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灣中部山區降水皆明顯過度預報，尤其是 NDA 組，而在臺灣西南部 平原降水 BDA 組最為接近觀測，NDA 與 ODA 降水預報皆低估，而臺 灣南部山區降水依然為 BDA 最為接近觀測，雖然降水有些微高估，

其次為 ODA，仍有模擬到降水分布，但是降水量也些微低估，NDA 降 水量則明顯低估。此差異原因在於颱風登陸與出海後路徑，BDA 登 陸緯度較低且接近觀測，後續離台緯度雖然偏北但依然最接近觀測 (圖 4.2a)，因此在颱風環流進入臺灣陸地上更有利於在臺灣南部降 下雨水，而 NDA 與 ODA 登陸與離台緯度皆偏北，導致降水分部北 移，南部降水減少。在 48-72 h 之 24 小時累積雨量(圖 4.11)中顯 示，三組模擬除了臺灣東南部地區有微弱降水之外，其他地區幾乎 沒降下雨水，與觀測(圖 2.3d)比較之下相差極大，主要原因為前述 提及之雷達回波(圖 4.8)，三組模擬皆沒有如觀測(圖 2.8f)引進西 南氣流之現象。最後為圖 4.12 之 72 小時累積降水，三組模擬之降 水極值皆大於觀測許多(200 至 300 mm)，降水明顯過度預報。但若 是以降水分部來比較，觀測(圖 2.3d)主要集中於宜蘭南部與花蓮北 部以及臺灣西南部平原與山區。三組模擬中，BDA 主要降水同樣集 中在這兩個區域，而 NDA 降水分布主要集中於臺灣中部山區，宜蘭 與花蓮以及臺灣南部山區降水偏少，ODA 降水分布於臺灣中部與南 部山區，臺灣南部山區與觀測相似但是在臺灣西南部平原地區降水

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ETS (公正預兆得分 Equitable Threat Score):以網格點計算模式 預報降水的能力，ETS 越接近 1 代表模式降水預報正確的能力越

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4.13 為 00-48 h、00-24 h 及 24-48 h 三個時段的 ETS 得分，可以 看到 BDA 組在 00-24 h 期間有顯著改善，但 ODA 組則與 NDA 組差異 不大，在 24-48 h 期間，BDA 組在較大門檻值仍有顯著的改善，另 外在 ODA 組雖然改善幅度較 BDA 組小，但仍與 NDA 組有明顯差異。

在 BS 得分方面，可以看到在經過投落送資料同化後，BDA 組的降水 量在 00-48 h 皆有明顯的提升，而 ODA 則在 24-48 h 有明顯提升。

BS 在 00-24 h 的改變使 BDA 組的降水量更接近觀測，而在 24-48 h 的改變卻使得 BDA 組降水過度預報的現象更甚於 NDA 組，在前面的 風雷達回波的結構強度也確實可以看到，經過投落送資料同化後，

回波強度有增強的現象。可見同化投落送資料對於降水量的影響頗 為顯著，以本研究的結果顯示，降水量皆有增加的現象。從兩項得 分來看，BDA 組在模擬 48 小時內對於降水分布的改善顯著，但在降 水量的方面則只在 24 小時內有較佳表現。而 ODA 組酸然同樣也有改 善降水分布以及降水量，但幅度較 BDA 組小。

4.3 小結

經過上述分析，可以發現，降水預報較佳的 BDA 組，其颱風路 徑和回波相對於 NDA 與 ODA 接近觀測，雖然在颱風海平面中心氣壓 與最大風速上跟觀測有些差距。代表虛擬投落送資料同化對於颱風 路徑與降水預報上仍有一定的改善，而 ODA 同樣也對於降水預報有

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些微改善，但在路徑上則與 NDA 差異不大，可見 BDA 的虛擬投落送 25 個點，無缺漏值的資料且均於分布於颱風周圍相較於 ODA 的氣象 局觀測之 21 個點，但有缺漏值的資料且分布離颱風中心較遠，分別 進行資料同化後，BDA 對於颱風路徑與降水預報有較佳的改善。不 過虛擬投落送資料同化仍需進行更多測試，不論是虛擬投落送資料 點數、位置或是同化次數以及不同颱風個案，皆可以進行更多實驗 進行分析，以探討虛擬投落送資料之效益。另外在 EAKF 上不能同化 地表資料之缺點，可藉由 WRF 研發團隊內建的 ETKF 進行改善。下一 章將透過路徑與降水預報較佳的 BDA 組之 32 系集成員進行分組與合 成分析，分別探討鳳凰颱風於 00-24 h 臺灣東部降水與 24-48 h 臺 灣西南部降水之成因。

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