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計畫&論文

中部空品區高臭氧事件之氣象分析

台灣土地利用型態對MM5模擬局部環流之影響

曹嘉宏


摘要

        地表過程不僅牽涉地氣間的交互作用,以影響天氣與區域氣候的特性,在模式中地表過程要能正確的發生作用,正確的土地利用型態分布與良好的參數化是決定性的因子。台灣經濟起飛,都市高度發展以後地貌已經有許多的改變,目前MM5所使用的美國地質調查局(USGS)所提供的土地利用型態資料,因為使用太過老舊的台灣土地分類資料,已經無法反映台灣真實的土地利用情形。因此,台灣中鼎公司(CTCI)利用內政部空照圖,將其數位化成台灣及鄰近地區的高解析度土地利用資料。CTCI與USGS兩種土地利用資料差異最大的地方為都市地區的大小與分布差異,水旱田的比例以及山區混合林的分布範圍。不同的土地利用資料所相對應的土壤參數如反照率、粗糙長度、土壤濕度等皆不相同,這些參數是模式在計算地表能量交換與地表特性時的重要依據,故本研究比較兩種不同的土地利用資料對於MM5模式的影響,討論改變土地利用資料之後,模擬台灣局部環流的差異。
        變更土地利用資料之後,土壤濕度有很大的差異,尤其在較大的都會區如台北、台中,旱作物分布的地區,這些差異使可感熱通量與潛熱通量的比例有很大的不同。因CTCI中都市區域分佈明顯比USGS廣,且旱作物的區域也較多,乾燥的地表狀況造成在這些地區的溫度以CTCI為土地利用的模擬結果略比USGS的結果高溫,海風環流隨之發展得更快速,風速也較強。模擬與測站溫度比對上,以CTCI與USGS為土地利用分布的模擬結果皆有高估的情況,在相關係數方面兩者皆達0.9,但以RMAE(root mean squared error)來看,除了高雄站以外,其餘的地區都是USGS的模擬結果與測站觀測值之間的差異較小。
        土地利用參數設定的敏感度測試,結果顯示土壤濕度的增加可以改善地表溫度高估的模擬誤差,但土壤濕度並非是全台灣統一增加,而是需要對於各個土地利用型態分別處理。在粗糙度的部分,增加都市與混合林這兩種類型的粗糙度,例如將都市的粗糙長度由50cm改成150cm,森林的部分改成100cm,在風速上有較好的模擬結果。

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 2017/10/31 08:00
溫度 氣壓
23.5℃ hPa
風向 風速 溼度
75.6° 2.7m/s 96.0%
能見度 總雲量 降雨量
15km 8/10 0mm

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