梅峰山地农场微气象观测.doc

台灣大學山地實驗農場山地氣候之調查(二) 計畫說明書 計畫背景、目的與重要性 地球大氣的行星邊界層是泛指二公里高度以下的自由大氣，在這一空間內生物與大氣之間的互動關聯最為密切，一般將這類氣象應用主題稱之為生物氣象學(Biometeorology)。一個微尺度(micro-scale)地區的生物氣象，首先是由當地的地面氣象記錄整理著手；一些關鍵性的氣象因子，比如氣溫、濕度、雨量、日照強度以及風場，與當地生種、生長活動有莫大的關聯(Barry，1992)；天然的災害防治(如森林火災)，也需要與大環境的氣象資料連結。此外，與氣懸粒子有關的酸雨、酸霧、乾沉降(Cowling，1982)和對於能見度、雲微物理過程(Chen and Lamb，1994)的影響，需要氣懸粒子粒徑資料的蒐集。國科會生物科學發展處自1996年8月起，於塔塔加高山草原區進行生態調查之群體研究(李，1997)，其計畫中的山地氣候調查，偏重於當地微氣象之建站與記錄，大環境的天氣環流則不在考慮之內。 本系自民國84學年度起開設「邊界層量測」選修課程，課程首要目標是延續「大氣測計學」課程，讓修課學生親身參與戶外氣象觀測與資料分析整理的過程。今響應本校農學院附設山地實驗農場籌設「高山自然教學教育園區」構想的實現，擬將上述課程之野外觀測移往該農場舉行，嘗試開啟氣象學門的師生進行台灣山地氣象研究之風氣，並做為該地區生物氣象探討的奠基工作。此外，氣流過山的雲相變化是大氣動力學上有趣的題目，國外不乏有類似影片拍攝記錄，做為教學與研究之參考；山地農場地處中央山脈主脊山群，適合進行長期本土性的雲相記錄。 第一年計劃已整理了1996-1997年梅峰與春陽農場觀測坪氣象觀測資料，並拍攝了20卷雲相幻燈片，2卷雲相錄影帶，以及6次探空觀測，1次的懸浮微粒觀測。1998年6月先編輯出第一版梅峰氣象導覽手冊，該手冊的文件檔案與圖表資料均交予台灣大學園藝學系網站管理者，委託其編入山地農場網站之內。第二年（本年度）擬將繼續蒐集整理更長期的梅峰氣象資料與雲相圖片，以及中央氣象局的衛星雲圖與天氣。另外，邊界層探空觀測將移往梅峰下方山谷的靜觀國民小學，進行三季的山地氣象條件的垂直剖面研究。山地環流的數值模擬方面，也將利用美國環境預中心的中尺度數值模式(Juang，1998)進行模擬。最後，再編寫第二版的氣象導覽手冊。 研究方法與進行步驟 本年度計畫擬進行五項子題，它們分別是： 梅峰農場氣候特徵之調查 1997-1998年全球氣候有明顯的異常，因此繼續蒐集梅峰農場氣象資料，將可討論1996-1997年以及1997-1998年的年際差異程度。 2. 梅峰、春陽兩地之氣候因子比對 由於這二地點海拔高度相距約1000公尺，並且該山區的雲線大約在1700公尺，梅峰農場有較長時間受到雲霧籠罩，兩地的氣象資料比對，將可以突顯彼此的小尺度氣候特徵。 3. 梅峰、阿里山兩地之氣候因子比對 中央氣象局阿里山測候站海拔高度(2413m)約與梅峰農場(2219m)相若，但是兩地相南北距約100公里，氣候分析可分離出中大尺度的共同氣象環境以及各自的小尺度氣候特徵。 4. 梅峰地區周遭氣象環境場調查 購買並分析中央氣象局在梅峰周遭地區的自動天氣站（大禹領，合歡山，廬山）以及自動雨量站（萬大，仁愛，瑞岩，翠峰）資料，再與中尺度數值模式的模擬結果進行比較與討論。 5. 梅峰農場之氣懸粒子背景資料觀測 第一年計劃中僅有1次懸浮微粒觀測，由於儀器狀況不甚理想，因此本年度將再進行第二次觀測（本系陳正平副教授支援此項子題）。 預期成果 本計畫將可達到以下幾點具體成果，一是探討氣候異常年台灣中部山地氣象特徵，二是探討梅峰地區山地小尺度的特徵以及山風谷風環流風場調查，供做生物氣象研究的基本資料。三是探索台灣中部山區氣懸粒子資料，提供本系師生以及其他學門研究之參考。 研究期間與進度 研究期間：民國87年8月至民國88年6月 進度：(1) 雲相拍攝記錄 (民國87年8月-民國88年4月) (3) 地面氣象資料分析 (民國87年8月-民國88年4月) (4) 氣懸粒子取樣分析 (民國87年10月) (5) 山谷大氣邊界層觀測 (民國87年10月，民國88年1月，民國88 4月) (6) 山地環流電腦模擬 (民國87年12月-民國88年2月) 人力配置 計畫主持人：林博雄助理教授、陳正平副教授 大學部學生：蘇世顥、曹羅方、黃公度、劉聖宗 六、經費預算 （共20萬元） 交通費、保險費：9萬元 （三次實地觀測） 資料購買費：3萬元 (中央氣象局資料) 材料費：6萬元（探空儀12份） 雜支費：2萬元 (影印，郵電，文具) 參考文獻： 李國忠，1997：塔