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計畫&論文

2008 年台灣西南部地區TRMM 降雨雷達與七股雷達回波觀測比較分析及降雨估計應用研究

蔡國榮


摘要

        由於熱帶降雨觀測計畫TRMM (Tropical Rainfall Measuring Mission)已成功執行長達十餘年,現在已有能力在定量上提供地基式雷達與星載雷達之間較具確定性的比較。因此本研究選取2008 年西南部地區較顯著的降雨事件作為研究對象,並且使用同時間所通過的降雨雷達(PR)及七股雷達掃描資料,再以地面雨量站的資料作驗證,以期能夠增進七股雷達的降雨估計能力。另一方面,也透過與美國NCAR S-POL 雷達之間的資料比對,評估降雨雷達在台灣地區的降水觀測能力。
        研究結果顯示,高度小於五公里的區域,PR 與七股雷達的回波分佈相當接近;但在五公里以上的高度,地面雷達的回波則有高估的情形。分析回波與高度的機率密度函數,發現兩者在三公里高度的分佈較一致,因此後續研究統一使用位於三公里高度的回波作分析。
        比較兩種雷達所辨識的降雨類型,在針對大於18dBZ 的回波時,兩者的分類一致性相當高。此外,對於不同降雨型態及不同下表面(陸地及海洋)時的分佈情形也相當一致,顯示PR 所觀測的回波在台灣西南部地區具有相當高的可信度。 值得一提的是,兩種雷達的回波差異量會隨著回波值的大小而呈現線性相關,並非單一的常數。
        在估計降雨能力的部份,過去使用Z-R 關係式估算降雨率時,時常會低估強降雨事件的降雨率。利用PR 所修正後的七股雷達回波重新估算降雨,並且利用2008 年和雨量站資料的線性回歸式調整高降雨率的部份,能有效改進地基式雷達的降雨估計能力。而針對不同年份的強降雨個案所作的估計累計降雨,也比使用傳統Z-R 關係式所估計的降雨來得準確許多。

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