颱風形成期間環境信風場之變化與影響

觀測資料顯示部分熱帶氣旋形成前，擾動北方低層信風有顯著增強現象(Lee，1986)；此類個案大都發生於秋冬季，且伴隨顯著低層渦度平流和渦流角動量通量(Lee and Lee，2002；黃，2001)。本研究之目的在分析此類型個案中信風增強之過程，並探討強信風所扮演之角色。根據JTWC最佳路徑資料顯示，在1986~2000年間，共有400個熱帶氣旋形成；利用EC資料所做的分析顯示，有21個個案伴隨顯著信風增強。此類個案集中在10~12月，其形成位置較氣候平均位置偏東南。結果同時顯示，有16個個案之低層環境流場特徵非常相似，即信風的增強和擾動中心北方分裂高壓之東移有關。 為探討強東風在熱帶氣旋形成...

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Bibliographic Details
Main Authors: 莊惟然, Chuang, Wen-Jan
Other Authors: 李清勝教授, 臺灣大學：大氣科學研究所
Format: Thesis
Language:Chinese
English
Published: 2004
Subjects:
渦流角動量通量
信風增強
熱帶氣旋
熱帶氣旋形成
無
Lola
Arctic
Online Access:http://ntur.lib.ntu.edu.tw/handle/246246/49961
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description 觀測資料顯示部分熱帶氣旋形成前，擾動北方低層信風有顯著增強現象(Lee，1986)；此類個案大都發生於秋冬季，且伴隨顯著低層渦度平流和渦流角動量通量(Lee and Lee，2002；黃，2001)。本研究之目的在分析此類型個案中信風增強之過程，並探討強信風所扮演之角色。根據JTWC最佳路徑資料顯示，在1986~2000年間，共有400個熱帶氣旋形成；利用EC資料所做的分析顯示，有21個個案伴隨顯著信風增強。此類個案集中在10~12月，其形成位置較氣候平均位置偏東南。結果同時顯示，有16個個案之低層環境流場特徵非常相似，即信風的增強和擾動中心北方分裂高壓之東移有關。 為探討強東風在熱帶氣旋形成過程中所扮演之角色，本研究針對黃(2001)所模擬之Manny颱風(1993)，進行相同之控制組數值實驗，並減弱擾動中心北方東風以進行對照組實驗；此外，並針對Lola(1993)進行相同實驗。結果顯示，兩個個案之控制組實驗中，擾動中心渦度從積分初期便開始增強，約於積分36小時後形成熱帶低壓，且隨時間有繼續增強趨勢。而減弱擾動中心北方東風之對照組實驗中，初期擾動雖有增強趨勢，但積分24~36小時後，擾動即不再增強甚或開始減弱，與控制組之差異越來越顯著。 分析模擬結果顯示，在控制組實驗中，伴隨強信風的強渦度場，透過水平渦度平流效應，能有效持續增強擾動中心渦度。就另一角度而言，渦流角動量通量隨積分逐漸增加，能有效提供系統旋轉加速。然而，在對照組實驗中，水平渦度平流無法持續維持擾動中心渦度之增強，且渦流角動量通量隨積分時間逐漸減弱。因此，環境強東風在擾動發展成熱帶氣旋過程中，確實扮演著關鍵角色。 無 第一章 前言……………………………………………….…….….1 1-1 論文回顧—熱帶氣旋形成之研究………….………….….1 1-2 研究動機…………………………………….….…………6 第二章 伴隨信風增強形成熱帶氣旋之診斷分析….…….……….8 2-1 信風增強個案之選取………………….………….………8 2-2 信風增強個案之特性…………………….…….………10 2-3 典型高壓個案之低層環境特徵……………….….…….10 2-4 典型高壓個案之合成分析………………….…….…….11 2-5 統計分析結果……………………………………….….13 第三章 強信風影響熱帶氣旋形成之模擬與分析………….…….15 3-1 模擬個案簡介…………….…………………………….16 3-1.1 Manny(1993)…………………………………………….16 3-1.2 Lola(1993)……………………………………………….17 3-2 控制組模擬結果……………………………………….…17 3-2.1 Manny(1993)模擬結果………………………………….17 3-2.2 Lola(1993)模擬結果…………………………………….19 3-3 東風強弱影響熱帶氣旋形成之敏感度測試…………….21 3-3.1 Manny(1993)控制組與對照組模擬結果比較………….23 3-3.2 Lola(1993)控制組與對照組模擬結果比較…………….26 3-4 敏感度測試結果討論…………………………………….27 3-4.1 控制組與對照組渦度收支之比較……………………….27 3-4.2 控制組與對照組絕對角動量通量之比較…….….…….29 第四章 討論與總結…………………….………….…………….33
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op_relation 參考文獻 黃麗蓉，2001：信風爆發對熱帶氣旋形成之影響。國立台灣大學大氣科學研究所碩士論文，105pp。 羅雅尹，2002：芭比絲颱風(1998)與東北季風共伴環流對台灣地區降水影響之數值模擬探討。國立台灣大學大氣科學研究所碩士論文，168pp。 李清勝與侯嘉榮，2004：伴隨強跨赤道流之熱帶氣旋形成個案的分析與模擬。（投稿大氣科學，accepted with minor revision） Betts, A. K., 1986：A new convective adjustment scheme. Part I：Observational and theoretical basis. Quart. J. Roy. Meteor. Soc., 112, 677-692. --- , and M. J. Miller, 1986： A new convective adjustment scheme. Part II：Single column tests using GATE wave, BOMEX, ATEX, and Arctic air-mass data sets. Quart. J. Roy. Meteor. Soc., 112, 693-709. Beriegel, L. M., and W. M. Frank, 1997：Large –scale influences on tropical cyclogenesis in the western north pacific. Mon.Wea.Rev., 125, 1397-1413. Bracken, W. Edward, and Bosart, Lance F., 2000：The Role of Synoptic-Scale Flow during Tropical Cyclogenesis over the North Atlantic Ocean. Mon. Wea. Rev., 128, 353–376. Challa, M., and R. L. Pfeffer, 1990：Formation of Atlantic hurricanes from cloud clusters and depressions. J. Atmos. Sci., 47, 909-927. Charney, J. G.,and A. Eliassen, 1964：On the growth of the hurricane depression. J. Atmos. Sci., 21, 68-75. Gray, 1998：The formation of Tropical Cyclines. Meteor. Atmos. Phys., 67, 37-69. Hack, J. J., and W. H. Schubert, 1986：Nonlinear response of atmospheric vortices to heating by organized cumulus convection. J. Atmos. Sci., 43, 1559-1573. Holland, G J., and R.T. Merrill, 1984：On the dynamics of tropical cyclone structural changes. Quart. J. Roy. Meteor. Soc., 110, 723-725. Joint Typhoon Warning Center, 1993：1993 annual tropical cyclone report, U.S. Naval Oceanography Command Center, 243pp. Lander, Mark A, 1994：Description of a Monsoon Gyre and Its Effects on the Tropical Cyclones in the Western North Pacific during August 1991. Wea. Forecasting., 9, 640–654. Lee, C. S., 1986：An observational study of tropical cloud cluster evolution and cyclogenesis in the Western North Pacific. Dept. of Atmos. Sci. Paper No.403,Color. State Univ., Ft. Collins. Co. 250pp. --- , 1989：Observational analysis of tropical cyclogenesis in the Western North Pacific. Part II: Budget analysis. J. Atmos. Sci., 46, 2580-2598. --- , and C. –H. Lee, 2002：A numerical simulation of the environmental momentum influences on typhoon formation. Proceedings of the Fourth Conference on East Asia and Western Pacific Meteorology and Climate. World Scientific, Singapore. 261-271. Love, G., 1985b：Cross-equatorial interactions during tropical cyclone genesis. Mon. Wea. Rev., 113, 1499-1509. Madden, Roland A., and Julian, Paul R., 1971：Detection of a 40–50 Day Oscillation in the Zonal Wind in the Tropical Pacific. J. Atmos. Sci., 28, 702–708. Maloney, Eric D., Hartmann, Dennis L. 2000: Modulation of Eastern North Pacific Hurricanes by the Madden–Julian Oscillation. J. Climate, 13, 1451–1460. --- , 2001：The Madden–JulianOscillation,Barotropic Dynamics, and North Pacific Tropical Cyclone Formation. Part I: Observations. J. Atmos. Sci., 45, 2545-2558. McBride, J. L., 1981a：Observational analysis of tropical cyclone formation. Part I：Basic definition of data sets. J. Atmos. Sci.,38, 1117-1131 --- , and R. Zehr, 1981：Observational analysis of tropical cyclone formation. Part II：Comparison of non-developing versus developing system. J. Atmos. Sci. 38, 1132-1151. --- , 1981b：Observational analysis of tropical cyclone formation. Part III：Budget analysis. J. Atmos. Sci., 38, 1152-1166. Molinari et al., 1997：Potential Vorticity, Easterly Waves, and Eastern Pacific Tropical Cyclogenesis. Mon. Wea. Rev., 125, 2699–2708. --- , and Vollaro, David., 2000: Planetary- and Synoptic-Scale Influences on Eastern Pacific Tropical Cyclogenesis. Mon. Wea. Rev., 128, 3296–3307. Ooyama, K. V., 1964：A dynamical model for the study of tropical cyclone development. Geophys. Int. 4, 187-198. --- , 1982：Conceptual evolution of the theory and modeling of the tropical cyclone. J. Meteor. Soc. Japan., 60, 369-380. Palmen, E. and H. Riehl, 1957：Budget of angular momentum and energy in tropical cyclones. J. Meteor., 14, 150-159. Pfeffer, R. L., and M. Challa, 1992：The role of environmental asymmetries in Atlantic hurricane formation. J. Atmos. Sci., 49, 1051-1059. Riehl, H. and J. S. Malkus, 1961：Some aspects of Hurricane Daisy, 1958. Tellus, 13, 181-213. Ritchie, E. A., and G. J. Holland, 1997：Scale Interactions during the Formation of Typhoon Irving. Mon. Wea. Rev., 125, 1377–1396. --- , 1999：Large-scale patterns associated with tropical cyclogenesis in the western pacific. Mon. Wea. Rev., 127, 2027–2043. Sadler, James C., 1976：A Role of the Tropical Upper Tropospheric Trough in Early Season Typhoon Development. Mon. Wea. Rev., 104, 1266–1278. Shapiro, Lloyd J., 1977：Tropical Storm Formation from Easterly Waves: A Criterion for Development. J. Atmos. Sci., 34, 1007–1022. Schubert, W. H., and J. J. Hack, P.L. Silva Dias and S.R. Fulton, 1980: Geostrophic adjustment in an axisymmetric vortex. J. Atmos. Sci., 37, 1464-1484. Simpson et al. , 1997：Mesoscale Interactions in Tropical Cyclone Genesis. Mon. Wea. Rev., 125, 2643–2661. Zehr, R., 1992：Tropical cyclogenesis in the western north pacific. NOAA Technical Report NESDIS 16, 181pp.
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spelling ftntaiwanuniv:oai:140.112.114.62:246246/49961 2023-05-15T14:28:24+02:00 颱風形成期間環境信風場之變化與影響 莊惟然 Chuang, Wen-Jan 李清勝教授 臺灣大學：大氣科學研究所 2004 http://ntur.lib.ntu.edu.tw/handle/246246/49961 zh-TW en_US chi eng 參考文獻 黃麗蓉，2001：信風爆發對熱帶氣旋形成之影響。國立台灣大學大氣科學研究所碩士論文，105pp。 羅雅尹，2002：芭比絲颱風(1998)與東北季風共伴環流對台灣地區降水影響之數值模擬探討。國立台灣大學大氣科學研究所碩士論文，168pp。 李清勝與侯嘉榮，2004：伴隨強跨赤道流之熱帶氣旋形成個案的分析與模擬。（投稿大氣科學，accepted with minor revision） Betts, A. K., 1986：A new convective adjustment scheme. Part I：Observational and theoretical basis. Quart. J. Roy. Meteor. Soc., 112, 677-692. --- , and M. J. Miller, 1986： A new convective adjustment scheme. Part II：Single column tests using GATE wave, BOMEX, ATEX, and Arctic air-mass data sets. Quart. J. Roy. Meteor. Soc., 112, 693-709. Beriegel, L. M., and W. M. Frank, 1997：Large –scale influences on tropical cyclogenesis in the western north pacific. Mon.Wea.Rev., 125, 1397-1413. Bracken, W. Edward, and Bosart, Lance F., 2000：The Role of Synoptic-Scale Flow during Tropical Cyclogenesis over the North Atlantic Ocean. Mon. Wea. Rev., 128, 353–376. Challa, M., and R. L. Pfeffer, 1990：Formation of Atlantic hurricanes from cloud clusters and depressions. J. Atmos. Sci., 47, 909-927. Charney, J. G.,and A. Eliassen, 1964：On the growth of the hurricane depression. J. Atmos. Sci., 21, 68-75. Gray, 1998：The formation of Tropical Cyclines. Meteor. Atmos. Phys., 67, 37-69. Hack, J. J., and W. H. Schubert, 1986：Nonlinear response of atmospheric vortices to heating by organized cumulus convection. J. Atmos. Sci., 43, 1559-1573. Holland, G J., and R.T. Merrill, 1984：On the dynamics of tropical cyclone structural changes. Quart. J. Roy. Meteor. Soc., 110, 723-725. Joint Typhoon Warning Center, 1993：1993 annual tropical cyclone report, U.S. Naval Oceanography Command Center, 243pp. Lander, Mark A, 1994：Description of a Monsoon Gyre and Its Effects on the Tropical Cyclones in the Western North Pacific during August 1991. Wea. Forecasting., 9, 640–654. Lee, C. S., 1986：An observational study of tropical cloud cluster evolution and cyclogenesis in the Western North Pacific. Dept. of Atmos. Sci. Paper No.403,Color. State Univ., Ft. Collins. Co. 250pp. --- , 1989：Observational analysis of tropical cyclogenesis in the Western North Pacific. Part II: Budget analysis. J. Atmos. Sci., 46, 2580-2598. --- , and C. –H. Lee, 2002：A numerical simulation of the environmental momentum influences on typhoon formation. Proceedings of the Fourth Conference on East Asia and Western Pacific Meteorology and Climate. World Scientific, Singapore. 261-271. Love, G., 1985b：Cross-equatorial interactions during tropical cyclone genesis. Mon. Wea. Rev., 113, 1499-1509. Madden, Roland A., and Julian, Paul R., 1971：Detection of a 40–50 Day Oscillation in the Zonal Wind in the Tropical Pacific. J. Atmos. Sci., 28, 702–708. Maloney, Eric D., Hartmann, Dennis L. 2000: Modulation of Eastern North Pacific Hurricanes by the Madden–Julian Oscillation. J. Climate, 13, 1451–1460. --- , 2001：The Madden–JulianOscillation,Barotropic Dynamics, and North Pacific Tropical Cyclone Formation. Part I: Observations. J. Atmos. Sci., 45, 2545-2558. McBride, J. L., 1981a：Observational analysis of tropical cyclone formation. Part I：Basic definition of data sets. J. Atmos. Sci.,38, 1117-1131 --- , and R. Zehr, 1981：Observational analysis of tropical cyclone formation. Part II：Comparison of non-developing versus developing system. J. Atmos. Sci. 38, 1132-1151. --- , 1981b：Observational analysis of tropical cyclone formation. Part III：Budget analysis. J. Atmos. Sci., 38, 1152-1166. Molinari et al., 1997：Potential Vorticity, Easterly Waves, and Eastern Pacific Tropical Cyclogenesis. Mon. Wea. Rev., 125, 2699–2708. --- , and Vollaro, David., 2000: Planetary- and Synoptic-Scale Influences on Eastern Pacific Tropical Cyclogenesis. Mon. Wea. Rev., 128, 3296–3307. Ooyama, K. V., 1964：A dynamical model for the study of tropical cyclone development. Geophys. Int. 4, 187-198. --- , 1982：Conceptual evolution of the theory and modeling of the tropical cyclone. J. Meteor. Soc. Japan., 60, 369-380. Palmen, E. and H. Riehl, 1957：Budget of angular momentum and energy in tropical cyclones. J. Meteor., 14, 150-159. Pfeffer, R. L., and M. Challa, 1992：The role of environmental asymmetries in Atlantic hurricane formation. J. Atmos. Sci., 49, 1051-1059. Riehl, H. and J. S. Malkus, 1961：Some aspects of Hurricane Daisy, 1958. Tellus, 13, 181-213. Ritchie, E. A., and G. J. Holland, 1997：Scale Interactions during the Formation of Typhoon Irving. Mon. Wea. 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NOAA Technical Report NESDIS 16, 181pp. 渦流角動量通量 信風增強 熱帶氣旋 熱帶氣旋形成 無 thesis 2004 ftntaiwanuniv 2016-02-19T23:48:14Z 觀測資料顯示部分熱帶氣旋形成前，擾動北方低層信風有顯著增強現象(Lee，1986)；此類個案大都發生於秋冬季，且伴隨顯著低層渦度平流和渦流角動量通量(Lee and Lee，2002；黃，2001)。本研究之目的在分析此類型個案中信風增強之過程，並探討強信風所扮演之角色。根據JTWC最佳路徑資料顯示，在1986~2000年間，共有400個熱帶氣旋形成；利用EC資料所做的分析顯示，有21個個案伴隨顯著信風增強。此類個案集中在10~12月，其形成位置較氣候平均位置偏東南。結果同時顯示，有16個個案之低層環境流場特徵非常相似，即信風的增強和擾動中心北方分裂高壓之東移有關。 為探討強東風在熱帶氣旋形成過程中所扮演之角色，本研究針對黃(2001)所模擬之Manny颱風(1993)，進行相同之控制組數值實驗，並減弱擾動中心北方東風以進行對照組實驗；此外，並針對Lola(1993)進行相同實驗。結果顯示，兩個個案之控制組實驗中，擾動中心渦度從積分初期便開始增強，約於積分36小時後形成熱帶低壓，且隨時間有繼續增強趨勢。而減弱擾動中心北方東風之對照組實驗中，初期擾動雖有增強趨勢，但積分24~36小時後，擾動即不再增強甚或開始減弱，與控制組之差異越來越顯著。 分析模擬結果顯示，在控制組實驗中，伴隨強信風的強渦度場，透過水平渦度平流效應，能有效持續增強擾動中心渦度。就另一角度而言，渦流角動量通量隨積分逐漸增加，能有效提供系統旋轉加速。然而，在對照組實驗中，水平渦度平流無法持續維持擾動中心渦度之增強，且渦流角動量通量隨積分時間逐漸減弱。因此，環境強東風在擾動發展成熱帶氣旋過程中，確實扮演著關鍵角色。 無 第一章 前言……………………………………………….…….….1 1-1 論文回顧—熱帶氣旋形成之研究………….………….….1 1-2 研究動機…………………………………….….…………6 第二章 伴隨信風增強形成熱帶氣旋之診斷分析….…….……….8 2-1 信風增強個案之選取………………….………….………8 2-2 信風增強個案之特性…………………….…….………10 2-3 典型高壓個案之低層環境特徵……………….….…….10 2-4 典型高壓個案之合成分析………………….…….…….11 2-5 統計分析結果……………………………………….….13 第三章 強信風影響熱帶氣旋形成之模擬與分析………….…….15 3-1 模擬個案簡介…………….…………………………….16 3-1.1 Manny(1993)…………………………………………….16 3-1.2 Lola(1993)……………………………………………….17 3-2 控制組模擬結果……………………………………….…17 3-2.1 Manny(1993)模擬結果………………………………….17 3-2.2 Lola(1993)模擬結果…………………………………….19 3-3 東風強弱影響熱帶氣旋形成之敏感度測試…………….21 3-3.1 Manny(1993)控制組與對照組模擬結果比較………….23 3-3.2 Lola(1993)控制組與對照組模擬結果比較…………….26 3-4 敏感度測試結果討論…………………………………….27 3-4.1 控制組與對照組渦度收支之比較……………………….27 3-4.2 控制組與對照組絕對角動量通量之比較…….….…….29 第四章 討論與總結…………………….………….…………….33 Thesis Arctic National Taiwan University Institutional Repository (NTUR) Lola ENVELOPE(-44.700,-44.700,-60.717,-60.717)

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