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研究生: 鄭安琪
論文名稱: 季內振盪之海氣耦合模式模擬
指導教授: 鄒治華
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 地球科學系
Department of Earth Sciences
論文出版年: 2007
畢業學年度: 96
語文別: 中文
論文頁數: 71
中文關鍵詞: 季內振盪耦合
論文種類: 學術論文
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  • 亞洲地區具有全球最大的季風系統,東亞地區降雨受到夏季季風ㄧ定程度之影響,且季風的肇始與中斷與季內振盪息息相關,因此若能了解季內振盪的生成機制與移行路徑,將有助於對亞洲夏季季風之預報。本研究採用ECHAM5/MPIOM、MIROC3.2(medres)、CNRN、GISS-ER及INM3.0等五個模式比較CGCM與AGCM對ISO的模擬結果,經空間相關係數與均方根誤差之計算後發現,在各個月份對於季內振盪的模擬上,傳統系集平均(ensemble mean)比單一模式模擬為佳,CGCM模擬又比AGCM模擬結果好,其中尤以ECHAM5/MPIOM與MIROC3.2(medres)二個模式表現為優。但各個模式在五、六月份均有模擬變差的現象,此應與五月份亞洲夏季季風肇始有關。
    AGCM模式模擬中,無論在孟灣或南海地區,均以渦度場為主要的影響機制,可能是造成模擬季內對流強度過強的因素。而CGCM增加了海氣交互作用,與季內對流相關之地表熱通量產生海溫正距平,此時海表面溫度增高,大氣邊界層之水汽含量也增加,形成有利對流發展之不穩定環境,因邊界條件改變而改善對季內振盪之模擬。而本研究所選取CGCM五個模式中,以MPI模式模擬結果最佳,其次為MIROC3.2(medres)模式,其餘模式模擬ISO不理想的原因除了模式本身物理過程設定外,可能與解析度不同有關。

    目錄 摘要--------------------------------------------------------------Ⅰ 目錄--------------------------------------------------------------Ⅱ 圖表說明----------------------------------------------------------Ⅲ 一、 前言---------------------------------------------------------1 二、 資料研究及方法-----------------------------------------------7 2.1資料分析與研究方法----------------------------------------7 2.2 IPCC AR4簡介---------------------------------------------8 2.3 AMIP簡介-------------------------------------------------9 2.4 評鑑模式的方法--------------------------------------------10 三、亞洲季風區之季內振盪模擬--------------------------------------12 3.1 30~60天季內振盪之氣候變化模擬---------------------------12 3.2 30~60天季內振盪之年際變化模擬---------------------------16 3.3 二~七月孟灣與南海地區之季內對流振盪北移模擬--------------17 四、30~60天季內振盪之移行----------------------------------------22 4.1 四~六月份季內對流之主要移行路徑-----------------------22 4.2 四~六月季內振盪移行機制--------------------------------25 4.2.1孟加拉灣地區季內振盪之移行機制---------------------26 4.2.2南海地區季內振盪之移行機制-------------------------31 五、結論與討論----------------------------------------------------35 參考文獻----------------------------------------------------------40 附圖表------------------------------------------------------------46 圖表說明 圖說 頁數 圖3.1 CMAP觀測資料從二月到十月季內振盪降水的氣候日平均。--------------------47 圖3.2 AMIP模式之系集平均模擬亞洲季風區(50°E~180°E,30°S~40°N)內之季內振盪氣候 變化;陰影部份(shading)為模式模擬降水値之系集平均,等值線部分(contour)則 為模式系集平均減去觀測之降水值。---------------------------------------48 圖3.3 海氣耦合模式之系集平均模擬亞洲季風區(50°E~180°E,30°S~40°N)內之季內振盪 氣候變化;陰影部份(shading)為模式模擬降水値之系集平均,等值線部分(contour) 則為模式系集平均減去觀測之降水值。------------------------------------49 圖3.4 亞洲季風區(50°E~180°E,30°S~40°N),二~十月各模式模擬季內降水之氣候値與觀 測場做空間相關係數與均方根誤差計算的結果。圖a.~c.為空間相關係數,圖d.~f. 為均方根誤差。--------------------------------------------------------50 圖3.5 亞洲季風區(50°E~180°E,30°S~40°N),傳統系集平均(ensemble)相較於觀測資料 之RMS與空間相關係數水平散佈圖,橫軸為空間相關係數,縱軸為均方根誤差。--51 圖3.6 孟加拉灣地區(80~100°E 取平均),二月至七月30~60天季內振盪氣候變化之緯度— 時間序列圖。圖a.為觀測資料,圖b.為海氣耦合模式系集平均,圖c.為大氣模式 系集平均。-------------------------------------------------------------52 圖3.7 各模式在孟加拉灣地區(80~100°E 取平均),二月至七月30~60天季內振盪氣候變 化之緯度—時間序列圖。圖a.~ e.為海氣耦合模式資料,圖f.~ j.為大氣模式 資料。-----------------------------------------------------------------53 圖3.8 南海地區(110~120°E 取平均),二月至七月30~60天季內振盪氣候變化之緯度—時 間序列圖。圖a.為觀測資料,圖b.為海氣耦合模式系集平均,圖c.為大氣模式系 集平均。--------------------------------------------------------------55 圖3.9 各模式在南海地區(110~120°E 取平均),二月至七月30~60天季內振盪氣候變 化之緯度—時間序列圖。圖a.~ e.為海氣耦合模式資料,圖f.~ j.為大氣模式資 料。------------------------------------------------------------------56 圖4.1 孟加拉灣地區(80~100°E 取平均)與南海地區(110~120°E 取平均),經30~60天 濾波處理,CMAP五日平均降水氣候値。------------------------------------58 圖4.2 觀測資料在四至六月季內降水之主要移行路徑圖。色彩部份代表季30~60天擾動 lag 5日後的相關係數值大於0.7之分布;箭頭方向與長度代表ISO lag 5日之 後最有可能的移行路徑與距離,單位長度為3個網格距-----------------------59 圖4.3 各模式在四至六月之ISO移行路徑比較圖。圖中彩色部份與箭頭符號所代表意義同 圖4.2。圖a.~ e.為海氣耦合模式,圖f.~j.為大氣模式。----------------------60 圖4.4 觀測場孟加拉灣地區30~60天季內降水延遲相關圖。色彩部份代表孟灣地區降水對 各地降水之延遲相關係數。圖a.~d.等值線部分代表孟灣地區降水對各地渦度之延 遲相關係數;圖e.~h.等值線部分代表孟灣地區降水對各地海表面溫度之延遲相關 係數。----------------------------------------------------------------62 圖4.5 孟加拉灣地區(80~100°E取平均 )30~60天季內降水延遲相關之經度—時間序列圖。 色彩部份代表孟灣地區降水對各地降水之延遲相關係數。圖a.~c.等值線部分代表 孟灣地區降水對各地渦度之延遲相關係數;圖d.等值線部分代表孟灣地區降水對各 地海表面溫度之延遲相關係數。模式海面因未輸出週平均資料而未能計算。----63 圖4.6 孟加拉灣地區(80~100°E取平均 )30~60天季內降水延遲相關之緯度—時間序列圖。 色彩部份代表孟灣地區降水對各地降水之延遲相關係數。圖a.~c.等值線部分代表 孟灣地區降水對各地渦度之延遲相關係數;圖d.等值線部分代表孟灣地區降水對各 地海表面溫度之延遲相關係數。模式海面因未輸出週平均資料而未能計算。----64 圖4.7 觀測場南海地區30~60天季內降水與全球各地30~60天季內降水延遲相關圖。色彩部份代表南海地區降水對各地降水之延遲相關係數。圖a.~d.等值線部分代表南海地區降水對各地渦度之延遲相關係數;圖e.~h.等值線部分代表南海地區降水對各地海表面溫度之延遲相關係數。------------------------------------------65 圖4.8 南海地區30~60天季內降水與全球各地30~60天季內降水延遲相關圖。色彩部份代 表南海地區降水對各地降水之延遲相關係數。等值線部分代表南海地區降水對各地 渦度之延遲相關係數;圖a.~d.為ECHAM5/AMIP模式,圖d.~e.為ECHAM5/MPIOM 模式。----------------------------------------------------------------66

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