研究流程

圖2-1 為本研究之研究流程圖，其細部說明如下：

(一) 大尺度再分析資料與集水區降雨資料蒐集：

首先為資料蒐集，蒐集對象包含大尺度氣候資料與小尺度氣象資 料。大尺度氣候資料是採用美國國家環境預測中心(National Centers for Environmental Prediction, NCEP)所提供的 NCEP 再分析日資料 (NCEP re-analysis daily data)，其選用的點位座落於東經 120 度、以及 北緯 25 度交會處，圖 2-2 為最鄰近的四個節點與台灣地區的相對位 置圖，該點位約位於集水區至少100 公里以外。小尺度氣象資料則是 採用石門水庫集水區內的四個雨量站，包含巴陵、玉峰、嘎拉賀及鎮 西堡四個雨量站，藉由算數平均求得的集水區的平均日雨量資料，用 以代表石門水庫區域之氣象特性，雨量站分佈位置如圖2-3 所示。

根據 IPCC 之定義，其以 30 年為基礎長度，分別定義未氣候變 遷的基期(Base-line)，以及氣候變遷的短、中、長期情境，其中基期 定義為西元1961 至 1990 年，短期則定義為西元 2010 至 2039 年，中 期則定義為西元2040 至 2069 年，長期則定義為西元 2070 至 2099 年。

本研究為建立一個統計降尺度模式，為驗證本研究之準確性，本研究 以基期之大尺度資料，即西元1961 至 1990 年，來進行統計降尺度轉 換，基期所蒐集的小尺度氣象之歷史資料可作為模擬資料之對照與驗

證。

(二) 資料分群

為了檢驗本研究的可用性、準確性與強健性，本研究後續將以「模 式檢定」與「模式驗證」進行檢驗，因此本步驟將前述收集的歷史資 料區分為檢定年份及驗證年份，檢定年份為西元1961 年至 1985 年，

供模式建模使用；驗證年份為西元1986 年至 1990 年，供模式驗證使 用。

(三) 統計模式建置

由於NCEP 再分析資料在空間上涵蓋全球，因此其資料格點解析 度較實際所需為粗，無法合理反應研究區域之氣象特性，故本研究以 無母數條件機率概念建立「無母數統計降尺度模式(NPDM)」，其中 無母數統計模組將以歷史資料，建立以大尺度氣候因子為條件下之小 尺度降雨量無母數條件機率分佈。此外，本研究亦以國際上常用的統 計降尺度軟體SDSM 作為 NPDM 模式的對照組，其模式的建置為求 得大小尺度線性回歸方程式之參數值。

(四) 降尺度氣象資料合成

接著在小尺度氣象資料合成上，將以相同時期的大尺度氣候因子 配合先前建立好的統計模組，來合成多組相同統計特性的集水區雨量 資料，這些合成資料可作為其他模式與分析使用，例如：都市排水、

水資源規劃與堤防安全性評估等分析，也可進一步探討氣候變遷對於 各項問題之影響。

(五) 結果比較

兩種統計降尺度模式，將以石門水庫集水區作為研究區域，並以 相同研究期間同時合成區域之降雨資料，所合成之降雨資料與所蒐集 之觀測降雨資料將計算各月之平均值與標準偏差，作為兩統計降尺度 合成模式驗證比較之用。

圖2-1 研究流程圖

120

E 25

N

圖2-2 大尺度格點與台灣地區的相對位置圖

圖2-3 石門水庫集水區雨量站分佈位置圖