利用2008西南氣流實驗劇烈天氣事件探討不同雲微物理方案之短期預報不確定性
本研究在林沛練老師臺美教育研究合作計畫Partnerships for International Research and Education (PIRE)的協助下，在鍾高陞與楊舒芝老師的指導下，由研究生陳勁宏同學的碩士論文延伸撰寫而成於2021年12月發表在Monthly Weather Reivew (https://doi.org/10.1175/MWR-D-20-0366.1)。

在解析度日益提高的數值天氣預報模式上，描述成雲降雨的過程直接由雲微物理參數化方案取代過去積雲參數化的方式。過去大部分的研究主要著眼於簡單與複雜之雲物理方案，其決定性預報上之表現。而不同雲微物理方案如何受到氣象初始場之誤差影響，進而呈現在短期天氣預報之不確定性上，前人少有研究。本篇研究為文獻上首篇利用系集方式，藉由一組固定初始場，搭配四種雲微物理方案，檢視不同微物理方案對於初始場之敏感度，進一步了解不同方案在系集預報上所呈現之特徵 。從決定性預報的表現、系集離散度與頻譜分析等方式探討系集預報在動力、熱力以及水象粒子之結構。此研究所得到的結果，能進一步提供在有限的系集成員下，如何最佳化資料同化與數值天氣預報策略上之參考依據。
 

圖一、2008年6月15日1900UTC，數值模式模擬雷達回波(dBZ)與10米風(黑色箭頭)分別使用(a)GCE、(b)MOR、(c)WSM6和(d)WDM6方案進行模擬之結果。陸地上的等高線表示 1 至 3 公里的地形海拔。黑色方線表示本研究中進行分析的區域。


圖二、(a)頻譜分析均方根差總能量(root-mean difference total energy)於三個空間尺度的時間序列，以對數尺度顯示。其中 : 正方形、三角形和菱形線代表小尺度(L<30 km)、中尺度(30 km<L<150 km)和綜觀尺度(L>150 km)之系集離散特性。藍色代表GCE，紅色代表 MOR，黃色代表 WSM6，綠色代表WDM6雲微物理方案。(b)大尺度均方根差總能量於時間序列的放大剖面和(c)中、小尺度均方根差總能量在時間序列的放大剖面。
 
原文轉載自【國立中央大學大氣科學學系】
http://www.atm.ncu.edu.tw/news_1.php?id=356