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研究生： 張偉裕
Wei-Yu Chang
論文名稱： 利用與滴譜儀分析雨滴粒徑分布:納莉颱風個案
指導教授： 陳台琦
Tai-Chi Chen
口試委員:
學位類別： 碩士
Master
系所名稱： 地球科學學院 - 大氣物理研究所
Graduate Institute of Atmospheric Physics
畢業學年度： 90
語文別： 中文
論文頁數： 95
中文關鍵詞： 雨滴粒徑分布
外文關鍵詞： raindrop size distribution
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    • 摘要
    雨滴粒徑分布（Raindrop Size Distribution）依降雨的情況有不同的特性，而且粒徑分布可決定雲中含水量（W），回波強度（Z），降雨率（R）等降雨積分參數，因此分析雨滴粒徑分布的特性十分重要。Marshall & Palmer（1948）針對層狀降水提出雨滴粒徑分布的型態為指數型態分布： ，但與實際觀測資料相比對皆有描述不佳的情形發生，Ulbrich（1981）提出另一個修正的雨滴粒徑分布型態：Gamma Distribution，其假設雨滴粒徑分布為 。利用雨滴譜儀（2d-video Distrometer）觀測雨滴粒徑分布，擬合（fitting）到Gamma Distribution近似分布的三個係數 、m、 ，來描述降雨率增減時雨滴粒徑分布的變化。針對納莉（Nari）颱風期間其中12小時的資料，針對不同降雨率、回波強度，探討 、m、 的分布，並計算 關係式的A、b。
    發現 、m、 的大小與降雨量成反比，但降雨率越小，標準差越大；b則和降雨量成正比（約1.2到1.4之間），A的分布則和 、m、 相似（約200到400之間）。且五分山雷達觀測之回波強度 與雨滴譜儀計算之回波強度 比較，發現五分山雷達觀測之回波強度 似乎會系統性的低估約3.0 dBZ。故將修正後的回波強度，帶入以回波強度區分之兩修正Z-R關係式，發現其計算的一小時估計降雨量與地面觀測降雨量，有不錯的一致性。

    目錄 摘要………………………………………………………………………i 致謝…………………………………………………………………….ii 目錄……………………………………………………………………iii 圖表說明…………………………………………………………………v 第一章：前言……………………………………………………………1 1.1：研究動機…………………………………………………1 1.2：文獻回顧…………………………………………………1 1.3：研究方向…………………………………………………4 第二章：雨滴粒徑資料處理與Gamma分布的擬合……………………5 2.1：雨滴譜儀的介紹…………………………………………5 2.2：雨滴粒徑分布的計算……………………………………5 2.3：Gamma分布的擬合………………………………………8 2.4：雨滴粒徑分布的結果分析…………………………….10 第三章：Z-R關係式的係數……………………………………………16 3.1：Z-R關係式A、b係數的推導……………………………16 3.2：Z-R關係式之A、b係數的分析…………………………17 3.3：理想Z-R關係式與WSR-88D的 比較………21 3.4：修正Z-R關係式之係數A、b……………………………23 第四章：雷達觀測與地面觀測之差異…………………………………26 4.1：雷達資料處理………………………………………….26 4.2：雷達觀測與地面觀測回波之比較……………………27 4.3：雷達估計與地面測站降雨率比較……………………30 第五章：結論與未來展望……………………………………………..33 5.1：討論與結論……………………………………………33 5.2：未來展望………………………………………………37 參考文獻……………………………………………………………….39 附圖…………………………………………………………………….41 表……………………………………………………………………….75 附錄…………………………………………………………………….77

    參考文獻
    Ali Tokay And David A. Short, 1995：Evidence from Tropical Raindrop Spectra of the Origin of Rain from Stratiform versus Convection Cloud. J. Appl. Metero. Sci.,35,355-371
    Carlton W. Ulbrich, 1983：Nature Variations in the Analytical Form of the Raindrop Size Distribution. J. Climate Appl. Meteor.,22,1764-1774
    Carlton W. Ulbrich,and D.Atlas,1984：Assessment of the contribution of differential polarization to improved rainfall measurements. Radio Sci., 19, 49-57.
    Carlton W. Ulbrich, 1985：The Effects of Drop Size Distribution Truncation on Rainfall integral Parameters and Empirical Relations. J. Climate Appl. Meteor.,24,580-590
    Carlton W. Ulbrich, 1997：Rainfall Microphysics and Radar Properties：Analysis Method for Drop Size Spectra., J. Appl. Metero. 37, 912-923
    Carlton W. Ulbrich, 1998：Rainfall Measurement Error by WSR-88D Radars due to Variations in Z-R Law Parameters and the Radar Constant. J.Atmos. Oceanic Technol., 16, 1017-1024
    D.S.Zrnic,1999：Sensitivity Analysis of Polarimetric Variables at 5-cm Wavelength in Rain., J. Appl. Metero. 39,1514-1526
    Kozu, T., and K. Nakamura, 1991：Rainfall parameter estimation from dual-radar measurements combining reflectivity profile and path-integrated attenuation. J. Atmos. Oceanic Technol., 8,259-271
    Marshall, J.S., and W. M. K. Palmer,1948：The Distribution of raindrop with Size. J. Meteor., 5,165-166
    Toshiaki Kozu And Kenji Nakamura, 1990：Rainfall Parameter Estimation from Dual-Radar Measurement Combining Reflectivity Profile and Path-integrated Attenuation. J.Atmos. Oceanic Technol., 8,259-270

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