A 地況實場監測初步分析

目前 A 地況已完成三次實場量測，地點分別位於台北市仁愛國中與中正國 小，以下針對所獲得之實驗資料進行初步分析。

壹、個案一：2009 年 5 月 1 日 台北市仁愛國中

圖 5- 18 為 2009 年 5 月 1 日於仁愛國中觀測 SNR 逐時變化圖。圖片橫軸為 觀測時的時間序列、縱軸為高度、色塊深淺表示資料品質，淺色至白色為可以進 行風場計算的資料、黑色細線則為表示該筆資料品質不佳將予以濾除。從圖中可 以發現觀測期間，450 公尺以上的資料品質較不穩定，因此將僅選擇 420 公尺以 下的資料進行分析。天氣方面當天受到太平洋高壓迴流的影響，天氣晴朗，台灣 附近盛行風場以東風或東南風為主。

圖 5- 19 為當日十分鐘平均風速分佈圖，最接近地面的 30 公尺風速最低，約 為每秒 4 至 7 公尺；風速次低出現於 60 公尺處，約為每秒 6 至 9 公尺；再向上 一個間距 90 公尺的十分鐘平均風速已經與更高層處無明顯差異。在風速變化趨 勢則沒有因高度而有特殊的差異性。

圖 5- 18 2009 年 5 月 1 日仁愛國中觀測 SNR 逐時變化圖 資料來源：自行研究

圖 5- 19 2009 年 5 月 1 日仁愛國中觀測十分鐘平均風速分佈圖 資料來源：自行研究

圖 5- 20 為 5 月 1 日仁愛國中觀測之十分鐘平均風向分佈圖。從圖中的盛行

風向為東風或南風，顯示台灣北部的確受到太平洋高壓迴流的影響。在 13 點 41 分之後雖然高低層的平均風向變化趨勢開始有所不同，但從相鄰的高度層風場變 化趨勢相近來看，本個案的觀測資料有一定之可信度。

圖 5- 20 2009 年 5 月 1 日仁愛國中觀測十分鐘平均風向分佈圖 資料來源：自行研究

圖 5- 21 為 5 月 1 日仁愛國中觀測十分鐘平均風速剖面圖。橫座標為風速大 小、縱座標為該筆資料所對應之高度，折線上的各點為當日觀測期間該高度層上 的風速中位數。為了求取本個案之α值，給予主觀判定邊界層高度為 240 公尺。

圖 5- 22 則為經過無因次化的十分鐘平均風速剖面圖。橫座標為無因次化的風 速、縱座標則為無因次化後的高度。因為已給定邊界層高度，因此即可透過迴歸 求取指數律中的α值，而本個案的α值為 0.2401。倘若把圖 5- 21 中的離群值 (outlier)的資料移除後，則可以獲得濾除後的十分鐘平均風速剖面(圖 5- 23)，圖 5- 24 則是濾除後的無因次化十分鐘平均風速剖面圖，當給予相同的邊界層高度 240 公尺，其α值為 0.2374，與濾除前無明顯差異。

圖 5- 21 2009 年 5 月 1 日仁愛國中觀測十分鐘平均風速剖面圖 資料來源：自行研究

圖 5- 22 2009 年 5 月 1 日仁愛國中觀測十分鐘平均風速剖面圖(無因次化) 資料來源：自行研究

圖 5- 23 2009 年 5 月 1 日仁愛國中觀測十分鐘平均風速剖面圖(濾除後) 資料來源：自行研究

圖 5- 24 2009 年 5 月 1 日仁愛國中觀測十分鐘平均風速剖面圖(無因次化，濾除) 資料來源：自行研究

貳、個案二：2009 年 5 月 14 日 台北市中正國小

圖 5- 25 為當日的 SNR 逐時變化圖，在高度 450 公尺以下的資料品質無誤，

在部份時段可以獲取超過 500 公尺的風場資料。

十分鐘平均風速 (圖 5- 26)呈現與 5 月 1 日仁愛國中(圖 5- 19)類似的特徵，

除最低的兩個間距(30、60 公尺)風速稍低以外，其餘各高度層均維持相近的風 速。而 11 點 30 分以前與 13 點 30 分之後，各層風速變化趨勢相似。

圖 5- 27 為當日的十分鐘平均風向，受到北方高氣壓出海影響的緣故，各高 度層多在東北風至東風之間擺盪，幾乎看不見不同高度有所差異。

圖 5- 25 2009 年 5 月 14 日中正國小觀測 SNR 逐時變化圖 資料來源：自行研究

圖 5- 28 為 5 月 14 日中正國小觀測十分鐘平均風速剖面圖，相較於 5 月 1 日於仁愛國中的觀測結果(圖 5- 21)，當日的風速分佈較為集中、但也沒有超過 10m/s 以上較高風速的資料。為了進行無因次化的分析，設定其邊界層高度為 270 公尺，經由迴歸分析算得α值為 0.1787。

圖 5- 29 則為經過無因次化的十分鐘平均風速剖面圖。

圖 5- 26 2009 年 5 月 14 日中正國小觀測十分鐘平均風速分佈圖 資料來源：自行研究

圖 5- 27 2009 年 5 月 14 日中正國小觀測十分鐘平均風向分佈圖 資料來源：自行研究

圖 5- 28 2009 年 5 月 14 日中正國小觀測十分鐘平均風向分佈圖 資料來源：自行研究

圖 5- 29 2009 年 5 月 14 日中正國小觀測十分鐘平均風向分佈圖(無因次化) 資料來源：自行研究

參、個案三：2009 年 6 月 8 日 台北市中正國小

經過五月份兩次的實場量測之後，決定將 A 地況測站地點改為中正國小。

本日為受高壓壟罩的天氣型態，上午晴時多雲、下午開始多雲轉陰，但市區無降 水。圖 5- 30 為當日的 SNR 逐時變化圖，並根據其資料品質的分佈決定採用 420 公尺以下作為後續計算之用。

圖 5- 30 2009 年 6 月 8 日中正國小觀測 SNR 逐時變化圖 資料來源：自行研究

圖 5- 31 為該日的十分鐘平均風速變化，與以往不同的是觀測初期是接近晴 朗無風的情況，直至中午十二點三十分之後風力才逐漸增強，並下午三點以後逐 漸減弱。此外，觀測初期 270 公尺以上的高空風速較低空風力大，但在下午一點 之後反而逐漸減弱。

圖 5- 32 為十分鐘平均風向，橫軸為時間軸，綜軸為平均風向之角度。零度 依舊為正北方，正西方為-90 度、正南方為-180 度。在上午十一點至下午一點之 間，風向在東北風與東南風之間擺盪；一點以後才轉為穩定的西北風。推測可能 原因為觀測前期風力微弱的關係，待主導台灣附近的天氣系統開始轉變，風力逐

漸提昇的同時，盛行風向才轉而比較明顯。

圖 5- 31 2009 年 6 月 8 日中正國小觀測十分鐘平均風速分佈圖 資料來源：自行研究

圖 5- 32 2009 年 6 月 8 日中正國小觀測十分鐘平均風向分佈圖 資料來源：自行研究

圖 5- 33 為 2009 年 6 月 8 日下午一點十分至兩點二十分的十分鐘平均風速剖 面圖。並未將全部觀測時間納入繪圖的主要原因在於觀測前、後期的風力過於微 弱將過於雜亂無法使用。而從當日之平均風速剖面圖可以發現在夏季無長時間的 天氣系統作用之下，其邊界層高度可能相對較低。由於本研究主要著眼於強風情 況下的三種標準地況之風力剖面，因此並未繼續繪製無因次化的風速剖面圖。

圖 5- 33 2009 年 6 月 8 日 1310-1420 中正國小觀測十分鐘平均風速剖面圖 資料來源：自行研究