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第一章 前言
台灣位處於副熱帶地區，冬季主要受西伯利亞高壓南下影響，以 寒潮爆發的天氣型態影響最為劇烈，造成氣溫在短時間內快速下降、
氣壓迅速上升以及強陣風的發生，經常造成經濟上的損失，引起社會 大眾的關心，因此若能多了解台灣地區寒潮爆發前的綜觀天氣系統特 徵與寒潮爆發時台灣地區中尺度的天氣現象，將有助於防範這類經濟 損失。
台灣地區有關冷鋒、寒潮的研究甚多，其中早期多數偏重於氣候 的統計或單獨個案描述，例如：任與蔡(1981)以中央氣象局所觀測的 台北測站最低溫度連續下降 48 小時，達 4℃以上者為寒潮，其中 4
℃～5.9℃者為中寒潮，6℃～7.9℃者為強寒潮，8℃以上為極強寒 潮。他們合成分析 1967～1977 年冬季月份(12、1、2 月)的寒潮個案，
認為造成寒潮強度差異的原因與爆發前的高氣壓軸線的走向有明顯 關係，造成中、強寒潮的差異主要原因，可分成地面及 850 hPa 之合 成天氣圖討論。比較地面合成圖，強寒潮之高壓軸線由寒潮爆發前 48 小時的東北東－西南西，轉為 24 小時前的東北－西南走向；中寒 潮在爆發前 48 及 24 小時，大陸高壓呈圓形沒有顯著之軸線變化。在 850 hPa 合成圖上，中、強寒潮主要的不同是在地面高壓前方的氣流 走向，強寒潮氣流走向是北北西風至西北風、中寒潮為西北風至西北 西風，也就是地面高壓風場越偏向北風，則寒潮越強，其代表地面的 冷高壓範圍越接近橢圓形；另外槽脊系統在東移南進的過程中，其西 傾結構越弱則寒潮越強。蔡(1981)在 1972 年 12 月選擇一個強寒潮及 一個中寒潮個案，分析寒潮爆發前及當時天氣結構，認為其強寒潮槽
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線後方之溫度冷槽較中寒潮強。強、中寒潮在槽線及氣流走向亦有不 同，強寒潮槽線呈東北－西南走向，槽後吹北北西風；中寒潮槽線呈 南北走向，鋒後吹西北風。溫度氣流的差異使得強寒潮槽線後方，有 較中寒潮強的冷平流。
另外蔡(1984)則以合成距平的方法分析 1967～1977 年的冬季寒 潮，其中的強寒潮個案共 23 次，他們認為距平後的移動性高壓才是 造成台灣寒潮爆發的主要原因。其強寒潮的特徵有移動高壓經原生地 往下游移動時，在中低對流層存在微弱斜壓並保持冷平流效應加強其 強度，並且冷氣團在大陸山東半島以南出海。Tsay and Jen(1981) 針對行星尺度的波動與寒潮的關係中，發現台灣地區寒潮的降溫強度 與寒潮暴發前 72 小時至後 24 小時，500 hPa 的行星波波數有密切之 關係；其中波動振幅越大、波數為 3 時，台灣地區易有強寒潮的發生，
這裡定義強寒潮為台北測站之最低溫連續下降二天降溫幅度達 6℃以 上。
陳與林(1981)及陳與林(1982)分別研究松山機場和高雄機場，在 單一寒潮個案中的天氣現象中發現：1.強寒潮鋒前西北風，鋒後東北 風；中寒潮在鋒面到達前 3 小時為西北風，鋒後轉成東北風；弱寒潮 始終為東北風。2.抵達台灣前三種寒潮之空氣塊，通過海上的路徑以 弱寒潮最長、強寒潮最短。藉助冬季季風實驗(WMONEX)觀測分析結 果，Chen et al.(2002)使用 1996 年 1 月 7－8 日之冷鋒個案，以大 尺度觀點討論中尺度的交互作用，顯示東亞地區的區域天氣與行星環 流有密切相關。黃與蔡(1983)則分析寒潮爆發期間 200 hPa 速度位分 布與次環流，並比較強寒潮與極強寒潮之間的異同，發現寒潮爆發前
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蒙古高原的 500 hPa 及 200 hPa 槽線往南推進時，會與西藏高原東側 的低層(850～700 hPa)槽線或地面鋒面系統合而為一；當西藏高原東 側的槽線或地面鋒面系統越強時，則寒潮強度越強。
針對冷鋒個案相關的模擬討論，簡與林(2004)使用 MM5 中尺度模 式模擬 1996 年 1 月 7－9 日之冷鋒個案結果顯示，西風跨越中央山脈 時背風波可能使台灣東側鋒面厚度變淺、鋒面在通過台灣地區時，因 為管道效應影響鋒面南移速度，海峽中段最快，台灣東側次之，台灣 西側最慢。廖等(2005)利用巢狀區域波譜模式(Regional Spectral Model；RSM)及中尺度波譜模式(Mesoscale Spectral Model；MSM) 模式，更進一步討論武夷山及中央山脈在寒潮爆發時，對冷空氣南移 的影響，除了地形會對氣流造成阻檔、分流和改變局部風場的方向、
大小外，也發現大陸武夷山的地形對氣流的影響明顯較台灣地形大。
吳等(2005)利用 MSM，探討東北季風時期，台灣附近地區風場、壓力 場之變化，其結果顯示，氣流通過台灣海峽時，受到武夷山及中央山 脈地形阻檔，使得局部氣壓梯度改變而增強風速(管道效應)；若大陸 高壓出海位置在山東半島以南時，可以加強海峽風速增強。呂等(2003) 使用 RSM 及 MSM 模式，討論寒潮爆發時台灣東、西二側冷空氣南移的 過程，結果說明西側以北北東風為主、東側以北風為主，此時東側溫 度下降幅度較西側大，且北風厚度也較西側發展來得大，使得冷空氣 厚度也相對較大。
從以上的研究來看，過去針對寒潮的研究主要分成氣候統計的方 法論述，及個案模式模擬分析討論中尺度系統結構，少有研究將二者 放在一起一同討論。故本研究以 COAMPS 模式模擬 2006 年 2 月 16 日
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及 2007 年 3 月 4 日二個冷鋒個案以利作分析比較，同時將 1948 年至 2006 年共 58 年的冬季寒潮爆發作合成分析，討論氣候平均與個案之 間的關係。
本文分為六部份：第一章為前言，第二章為亞洲冬季冷鋒，第三 章個案觀測分析，第四章為資料與模式設定，第五章為模擬結果，第 六章結論。
