李天浩Lee, Tim-Hau臺灣大學:土木工程學研究所高慧萱Kao, Hui-HsuanHui-HsuanKao2010-06-302018-07-092010-06-302018-07-092009U0001-1708200900423200http://ntur.lib.ntu.edu.tw//handle/246246/187744本研究擬透過Weather Research and Forecast (WRF) 中尺度數值模式，以相同初始與邊界條件分別模擬民國50年代與現在兩種不同土地利用型態，及兩個年代不同的能源使用情形。在台灣地區初夏時節，沒有明顯大尺度降雨系統 （颱風、梅雨）影響的情況下，模擬午後強對流降水個案，藉由分析不同情境下的溫度、邊界層高度、風場、相對濕度、CAPE 以及降雨，評估 WRF 模式對於都市熱島效應與土地利用是否有合理性反應。案分析結果顯示，當初始場含有綜觀尺度的天氣系統時，模擬結果較不易突顯都市熱島效應的影響；水氣在模式中扮演十分重要的角色，假使供應量不足，亦無法模擬出適當的降雨。口試委員審定書 I要 II文摘要 III錄 IV目錄 VI目錄 VII一章 序論 1-1 研究動機 1-2 文獻回顧 2-3 研究目的 4二章 研究方法 5-1 WRF模式介紹 5-2 土地利用型態資料 6-3 地表模式介紹 7-4 都市冠層模式介紹 7-5 人為熱的排放量 8-6 Convective Available Potential Energy 9三章 實驗設計和案例模擬 10-1 情境設定 10-2 個案選取流程 12-3 綜觀天氣型態 12-4 個案一介紹 13-5 個案一結果分析 13-6 個案二介紹 17-7 個案二結果分析 17四章 結論 20-1 結論 20-2 未來展望 22考文獻 24目錄2.1 USGS土地利用類型 262.2 CTCI土地利用類型 262.3 台北盆地日平均耗能 272.4 台北盆地夏季日平均耗能 273.1 五種情境設定對照表 273.2 兩個案雨量時間序列 27 目錄1.1 UCM示意圖 281.2 都市化影響降雨示意圖 282.1 WRF模式模擬流程圖 292.2 WPS處理流程圖 292.3 WRF模式四巢所涵蓋的範圍。 302.4 Noah land-surface model 302.5 北部地區土地利用型態。(a) USGS；(b) CTCI。 31摘錄自戴等人, 2008) 312.6 人為熱源時間序列 312.7 CAPE 示意圖 313.1 氣象局之綜觀地面天氣圖。(a) 2004年6月23日00Z；(b) 2004年6月23日06Z；(c) 2008年6月28日00Z；(d) 2008年6月28日06Z。 323.2 2004年6月23日00Z 各情境第四巢水平風場(10公尺高)的模擬結果。其中，地形高程以色階表示，海平面壓力以藍色等值線表示，風速以風標表示。 (a) USGS；(b) CTCI；(c) CTCI_UCM；(d) USGS_UCM_AH100；(e) CTCI_UCM_AH345。 333.3 同圖3.2，時間改為 2004年6月23日06Z。 343.4 北部放大範圍。地形高程以色階表示。 353.5 兩條縱剖面位置示意圖。地形高程以色階表示。 (a) AB剖面；(b) CD剖面。 353.6 2004年6月23日05Z 各情境第四巢北部水平風場 (10公尺高) 的模擬結果。其中，地形高程以色階表示，海平面壓力以藍色等值線表示，風速以風標表示。 (a) USGS；(b) CTCI；(c) CTCI_UCM；(d) USGS_UCM_AH100；(e) CTCI_UCM_AH345。 363.7 同圖3.6，時間改為06Z。 373.8 同圖3.6，時間改為07Z。 383.9 同圖3.6，時間改為08Z。 393.10 環保署測站位置圖 403.11 2004年6月23日環保署測站平均風速 403.12 2004年6月23日各情境模擬溫度 (於台北站網格點上) 與測站觀測溫度時間序列。 413.13 2004年6月23日各情境模擬邊界層高度時間序列(於台北站網格點上)。 413.14 2004年6月23日06Z 各情境AB剖面垂直風場模擬結果。其中，垂直風以色階表示，位溫以等值線表示。(a) USGS；(b) CTCI；(c) CTCI_UCM；(d) USGS_UCM_AH100；(e) CTCI_UCM_AH345。 423.15 同圖3.14，時間改為08Z。 433.16 同圖3.14，時間改為10Z。 443.17 2004年6月23日06Z 各情境CD剖面垂直風場模擬結果。其中，垂直風以色階表示，位溫以等值線表示。(a) USGS；(b) CTCI；(c) CTCI_UCM；(d) USGS_UCM_AH100；(e) CTCI_UCM_AH345。 453.18 同圖3.17，時間改為08Z。 463.19 同圖3.17，時間改為10Z。 473.20 2004年6月23日05Z各情境AB剖面相對濕度模擬結果。(a) USGS；(b) CTCI；(c) CTCI_UCM；(d) USGS_UCM_AH100；(e) CTCI_UCM_AH345。 483.21 同圖3.20，改為CD剖面。 493.22 2004年6月23日05Z 單一情境之CIN與相同土地利用情境間的CIN差異。(a) 情境一；(b) 情境三；(c) 情境二減情境三；(d) 情境五減情境三；(e) 情境四減情境一。 503.23 同圖3.22，改為CAPE。 513.24 2004年6月23日07Z 各情境降水模擬結果。(a) USGS；(b) CTCI；(c) CTCI_UCM；(d) USGS_UCM_AH100；(e) CTCI_UCM_AH345。 523.25 同圖3.24，時間改為08Z。 533.26 同圖3.24，時間改為09Z。 543.27 2004年6月23日10Z 情境之間累積雨量差異。(a) 情境五減情境一；(b) 情境五減情境二；(c) 情境五減情境三；(d) 情境五減情境四。 553.28 2004年6月23日情境之間累積雨量差異。(a) 新情境三減舊情境三；(b) 新情境五減舊情境五；(c) 新情境五減新情境三。 553.30 同圖3.29，時間改為06Z。 573.31 2008年6月28日06Z 各情境第四巢北部水平風場 (10公尺高) 的模擬結果。其中，地形高程以色階表示，海平面壓力以藍色等值線表示，風速以風標表示。(a) USGS；(b) CTCI；(c) CTCI_UCM；(d) USGS_UCM_AH100；(e) CTCI_UCM_AH345。 583.32 同圖3.31，時間改為08Z。 593.33 同圖3.31，時間改為10Z。 603.34 2008年6月28日各情境模擬溫度( 於台北站網格點上) 與測站觀測溫度時間序列。 613.35 2008年6月28日各情境模擬邊界層高度時間序列(於台北站網格點上)。 613.36 2008年6月28日06Z 各情境AB剖面垂直風場模擬結果。其中垂直風以色階表示，位溫以等值線表示。(a) USGS；(b) CTCI；(c) CTCI_UCM；(d) USGS_UCM_AH100；(e) CTCI_UCM_AH345。 623.37 同圖3.36，時間改為08Z。 633.38 同圖3.36，時間改為10Z。 643.39 同圖3.36，時間改為12Z。 653.40 2008年6月28日06Z 各情境CD剖面垂直風場模擬結果。其中垂直風以色階表示，位溫以等值線表示。(a) USGS；(b) CTCI；(c) CTCI_UCM；(d) USGS_UCM_AH100；(e) CTCI_UCM_AH345。 663.41 同圖3.40，時間改為08Z。 673.42 同圖3.40，時間改為10Z。 683.43 同圖3.40，時間改為12Z。 693.44 2008年6月28日06Z各情境AB剖面相對濕度模擬結果。(a) USGS；(b) 70TCI；(c) CTCI_UCM；(d) USGS_UCM_AH100；(e) CTCI_UCM_AH345。 703.45 2008年6月28日06Z 各情境CD剖面相對濕度模擬結果。(a) USGS；(b) 71TCI；(c) CTCI_UCM；(d) USGS_UCM_AH100；(e) CTCI_UCM_AH345。 713.46 2008年6月28日08Z單一情境之CIN與相同土地利用情境間的CIN差異。(a) 情境一；(b) 情境三；(c) 情境二減情境三；(d) 情境五減情境三；(e) 情境四減情境一。 723.47 同圖3.46，改為CAPE。 733.48 2008年6月28日08Z 各情境降水模擬結果。(a) USGS；(b) CTCI；(c) CTCI_UCM；(d) USGS_UCM_AH100；(e) CTCI_UCM_AH345。 743.49 同圖3.48，時間改為09Z。 753.50 同圖3.48，時間改為10Z。 763.51 同圖3.48，時間改為11Z。 778825913 bytesapplication/pdfen-US中尺度數值天氣預報模式都市熱島效應土地利用人為熱排放對流降水WRFurban heat island effectland usethunderstorm rainfall[SDGs]SDG15thesishttp://ntur.lib.ntu.edu.tw/bitstream/246246/187744/1/ntu-98-R96521306-1.pdf