滞留锋面对流不稳定天气个案之飞航观测.PDF

滯留鋒面對流不穩定天氣個案之飛航觀測 林博雄 鄭文通 蘇世顥 臺北市羅斯福路四段一號 摘要 本文透過 2006 年「西南氣流實驗觀測計畫」的投落送(dropsonde)與氣球無 線電探空儀(radiosonde) ，針對2006 年6月 9日 1200UTC前後 3 小時所構成的空 中觀測網，探討移速緩慢的鋒面對流不穩定天氣系統在臺灣周遭的大氣剖面特 徵。資料分析針對香港 —高雄剖面 (M750 航道) ，菲律賓西北海面--巴士海峽 --馬 公剖面(B577 航道) 以及巴士海峽—蘭嶼 —成功—三貂角剖面(B591 航道) ，來探 討經由南海向臺灣西部陸地和東部海域輸送的水汽通量特徵，以及顯著垂直風切 發生的空層。本文亦透過美國威斯康辛大學雲物理動力模式/ (WISCDYMM)的計 算，定量估算本個案的鋒面對流系統，在臺灣東岸與西岸所產生的對流系統強度 和高度，做為飛航天氣分析的參考。 1. 前言 臺灣南部地區每年春末初夏由於西南季風的增強和侵臺颱風常常產生豪大 雨天氣現象，給當地居民帶來重大災害與不便；同時，這些劇烈天氣系統也會對 於航空器飛行安全帶來威脅。如何善用與整合大氣觀測資源，進而有效改進西南 氣流和侵臺颱風所帶來的豪大雨和亂流預測，必須仰賴學界與作業單位同步推動 的天氣實驗計畫來蒐集詳細資料，做為數值模式改進的參考方向。西南氣流天氣 實驗計畫 (SoWFEX, South Weastern Flow Experiment)於2006 年5月 15日展開， 為期2個月。觀測目標是蒐集鋒面進入或接近南海區域，或是劇烈中尺度對流系 統(MCC)在臺灣西南方移行時，西南氣流內部的熱力與動力特徵資料，並適時校 驗 2006 年4月升空的福爾摩莎 3號氣象衛星大氣探空剖面。 SoWFEX觀測實驗 地點則涵蓋了南中國海、東沙島、臺灣本島與西北太平洋。這二個月期間我們分 別在 2006 年5月 27日、5月 30日、6月 9日以及 7月 9日進行密集觀測 (Intensive Operation Period ,簡稱 IOP) ，聯合觀測設備包括無線電探空(radiosonde) 、飛機拋 投的投落送(dropsonde) 以及地面氣象觀測。 四次IOP觀測個案中，以 6月 9日個案的地面降水現象最為劇烈，鋒面對 流系統由日本群島綿延到大陸華南，由東海向南通過臺灣。鋒面前緣的MCC群 發展於當日 0000UTC 圖 ( 1) ，並持續到1400UTC 鋒面通過臺灣為止。我們透過 0930UTC-1330UTC 期間的飛機拋投 dropsonde 觀測與 1200UTC 的氣球 radiosonde 探空觀測，所構成的中尺度大氣網格圖( 2) ，針對香港—高雄剖面 (M750 航道) ，菲律賓西北海面--巴士海峽 --馬公剖面 (B577 航道) 以及巴士海峽—蘭嶼 — 成功—三貂角剖面(B591 航道) ，分析探討西南氣流水汽通量特徵以及顯著垂直風 切發生的空層，做為飛航安全研探之參考。 1 2. 資料來源 dropsonde 探空資料空間分布解析度約 200 公里，由漢翔航空工業公司 ASTRA飛機由 41000 英呎高空拋投dropsonde ；dropsonde高空以降落傘下降到 海面(約15 分鐘) ，垂直解析度約10~20 公尺，以0.5秒頻率持續蒐集沿途大氣的 氣溫、溼度、氣壓和風場，並即時以 UHF 頻道回傳到飛機的 AVAPS 接收系統， 風場資料倚靠 dropsonde的全球衛星定位系統 (GPS)差分計算所得，解析度為0.1 -1 ms 。dropsonde落海後由飛行組員即時處理編寫 WMO TEMPDROP電碼，再透 過衛星電話將資料下傳到氣象局電腦伺服器公布與儲放。2006 年6月 9日個案 飛航拋投路徑如圖 2藍色實線所示，飛行時間約為 4.5 小時，總共拋投 15份 dropsonde(圖 2