台灣北部地區雨滴粒徑分佈特性與降雨估計之探討

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研究生：	許玉金 Yu-Chin Hsu
論文名稱：	台灣北部地區雨滴粒徑分佈特性與降雨估計之探討
指導教授：	林沛練 Pay-Liam Lin
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：	93
語文別：	中文
論文頁數：	108
中文關鍵詞：	中值體積直徑、雨滴粒徑分佈、雨滴譜儀
外文關鍵詞：	Median volume diameter, Distrometer, Drop size distribution
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摘要
許多的研究指出，雨滴粒徑分佈可以了解一地區的降水特性。利用雨滴粒徑分佈可以獲許多相關的降水參數：降雨率、回波值…等，且搭配雷達的觀測可以提高降水估計的準確性。因此，本研究針對光學式雨滴譜儀(2DVD)以及撞擊式雨滴譜儀(JWD)在台灣北部地區(中大、安坑、南港、石門、霞雲)於2004年6月後的觀測資料，進行分析探討。中大站有2DVD和JWD的觀測，可探討儀器的差異性。安坑站為2DVD觀測站，其餘皆為JWD觀測站。
儀器的觀測差異主要在降雨率大於20mm/h，JWD的觀測值在小雨滴(D<1mm)和大雨滴(D>3mm)相較於2DVD的觀測有低估的情形，但儘管儀器上的差異會有不同的參數關係特性，對降雨量的觀測值並沒有太大的影響。雨滴粒徑分佈在各觀測站上的分析結果發現：安坑和南港站的小雨滴(D<1mm)相較於其他觀測站的觀測值有偏少的情形，和該地區的降雨特性有關。颱風期間降雨率小於60mm/h時，值大於2.5mm的事件出現機會較少，推測和強對流以及強風易使雨滴容易破碎有關。另外，颱風期間石門站和霞雲站有較多的降雨量，分析指出是由較多而較小的雨滴所貢獻的。
雷達估計降水分析顯示了：艾利颱風(2004/8/23-2004/8/26)期間，雷達回波和JWD式雨滴譜儀回波的比較上，中大和石門站的雷達回波約有4dBZ的低估值；石門和霞雲站則有6dBZ的低估。在不同降雨率下的雷達回波低估情況來看，降雨率越大雷達回波低估有越大的趨勢，且考慮不同降雨率下的雷達平均回波修正值，則對不同降雨率下的降雨量估計有不錯的相關性。另外，修正雷達低估值後，再利用雨滴譜儀觀測之不同回波區間下的Z-R關係式來估計降水，會提高雷達降水估計的準確性。

目錄
摘要....................................................I
致謝...................................................II
目錄..................................................III
圖表說明................................................V
第一章	：緒論.........................................1
1.1	前言...........................................1
1.2	文獻回顧.......................................1
1.3	研究方向.......................................5
第二章	：資料來源及分析方法...........................7
2.1資料來源.............................................7
2.2 儀器介紹............................................7
2.3 雨滴粒徑分佈之計算..................................8
2.4 Gamma分佈之計算....................................10
2.5 Z-R關係式之A、b係數的推導..........................13
第三章：中大站2DVD和JWD所觀測之雨滴粒徑探討............16
3.1 2DVD和JWD的雨滴粒徑分佈比較........................17
3.2 2DVD和JWD的Gamma參數比較...........................18
3.3 2DVD和JWD的Z-R關係式係數A及指數b之探討.............21
第四章：各觀測站雨滴粒徑分佈之特性比較.................24
4.1 2DVD觀測站的雨滴粒徑分佈比較.......................24
4.2 2DVD觀測站Gamma參數及Z-R關係式的比較...............25
4.3 JWD觀測站的雨滴粒徑分佈比較........................27
4.4 JWD觀測站的Gamma參數及Z-R關係式的比較..............28
第五章：降水估計的探討.................................33
5.1 雷達資料處理.......................................33
5.2 雷達觀測和雨滴譜儀觀測之回波比較...................35
5.3 雷達估計和地面降雨之探討...........................38
第六章：結論與展望.....................................44
6.1 結論...............................................44
6.2 展望...............................................48
參考文獻...............................................50
附圖...................................................54
表.....................................................89
附錄...................................................97

                                

參考文獻：
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