0809~0813 西南氣流討論專帖 (參與討論拿水氣)

J18 · 2014-8-12 12:15

今天已造成台南高雄等地多處淹水那明天呢?

newlifesean · 2014-8-12 17:03

本帖最後由 newlifesean 於 2016-2-12 16:21 編輯

　　馬後炮一下這幾天南部降雨的一些心得XD

　　如果４~5天以前，將西南部的降水歸咎為夜間陸風與大尺度西南風(氣流)輻合產生對流，可以說得過去，但是在南部已經被對流雲系覆蓋很久的情況下，太陽對陸地的加熱狀況已經不明顯，此時的海陸風說就有質疑的空間。海陸風環流是一種局地的中小尺度熱力直接環流，一般而言要在晴天之下有太陽加熱陸地造成陸地溫度之日夜變化與海洋溫度產生強對比之下方能藉此熱力作用形成"日海風夜陸風"之次環流，溫度梯度是其維繫之主因。

　　下面這是近四天以來的平均海溫，注意海溫雖然不可以直接等於近海大氣溫度，但兩者是成正比的，西南部區域的海溫有29度左右，近海大氣溫度應該也有26~28度，且由於海溫度日夜變化小故夜晚太陽下山後，此時近海層大氣溫度可以由恆定之高海溫向上放出之長波輻射作用持續加熱接手，使溫度變化小，故無外在強迫作用例如東北季風等冷平流作用下，近海層大氣溫度會與海溫類似均有日夜恆定性質，故和陸溫的日夜差距大概也在保持在1~2度左右，這樣的溫度梯度基本上產生出的海陸風熱力直接環流不強加上綜觀環境有西南風持續作用之下這種局地的熱力直接環流作用就會被更強的外在環境作用所掩蓋。

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　　而從下面這三個站的風向日夜變化可以看出至少在過去48小時以來的風場已經不具有顯著的海陸風特徵，陸地溫度變化(25~29度)也說明了由對流雲持續覆蓋的結果，減弱了海陸溫度梯度進而不支持海陸風發展，此時的風場變化主要是強降水區可能的下沉氣流與地形交互作用產生之擾流，與外在西南風場兩者作用之結果：

http://www.cwb.gov.tw/V7/observe/real/C0R43.htm

http://www.cwb.gov.tw/V7/observe/real/46741.htm

http://www.cwb.gov.tw/V7/observe/real/46744.htm

(東港台南高雄)

　　以及3天來陸地溫度變化，南部沿海至內陸除8/11之溫度日夜變化差有達到3度，其餘最高最低溫時段之溫度變化均在1~2度左右，整體範圍大致在25至29度附近，和恆定的海面大氣溫度26~28度相差甚小。

動畫.gif

　　探空方面，在馬公和屏東的探空都顯示在600~700hPa底下為顯著的偏西風，顯示低層綜觀環境的確為較強的西南－西風分量，而馬公的探空也顯示底層風場有達到30kts，加上氣流方向性質穩定等特徵，氣象局報西南氣流不算太過，只是我不明白鄭主任所謂在700~600公尺(900~950hPa)高度吹東北風的意義為何？有板友明白嗎？

屏東081200.jpg

(潮濕深厚的飽和層(>3000m)+>25kts之風速，達西南氣流標準)

　　也就是白天夜晚陸溫變化大致在3~4度以內，和海面大氣溫度不太有明顯差距的情況下，局地熱力性質造成的熱力直接環流已經不強了，即在現在過去三天以來的海陸風效應減弱，不該再將目前這段時間西南部陸地的降水視為陸風與西南季風輻合造成，因該僅能視為西南風帶來之水汽在進入陸地之後受邊界層內摩擦輻合影響+加上氣流繞山額外輻合造成之降水，事實上西南部的海陸風作用在8/6號以前較為明顯，其後隨西南風漸漸增強訊號被更大尺度的西南風掩蓋而減弱。

　　最多人想問的問題應該是在於如果是西南氣流造成的，為何降雨集中在沿海未達山區，這種現象目前的解釋主要是認為清晨至日出後陸風作用與西南風輻合激發對流，順日出後轉成海風在移動到陸地上造成白天降水，但是如前述，在降水最顯著的這過去三天以來海陸風的性質受輻射加熱減弱及西南風作用之下已不明顯，同時若仔細觀察西南部測站的降水訊息會發現其實根本沒有所謂的降水集中白天，而是相當不規則的分布，時而白天清晨，時而入夜，時而深夜，顯然又與陸風輻合作用相悖。

　　事實上海陸風作用在西南部造成降水多半為在沿海至平原地區的對流性降水，因為這是較小尺度的局地環流故降水區域向內陸延伸幅度有限所導致，又由於當前的降雨分布訊號類似海陸風造成降水區，故可能因此導致誤解，真正的海陸風訊號其實已經不明顯一段時間了。

　　故又有另一種說法認為乃是台灣的地形造成的氣流繞山效應，山脈造成阻礙使氣流分為南北兩支，繞山而行而非傳統的撞山，降水在山區偏少集中沿海，但是這不足以解釋為何似乎只有這次的西南氣流與地形造成此種效應，平時的西南風或西南氣流卻無法或很難形成，是西南氣流強度不夠？雖然風速僅剛好達到下限，但是就氣流空間尺度而言與潮溼層厚度而言水汽量是足以進一步往內陸延伸的，所以僅由地形造成的分流繞山似乎也無法解釋目前的降雨型態分布在沿海，就資料來看繞山的確是造成目前此種降雨訊號分布之主因，但應該不只是地形造成繞山，還有可能是其他因素造成氣流分流。

　　這支西南氣流軸線在分布上也較一般的西南氣流更近似東西走向，主要原因是在本月初哈隆颱風在台灣外海北上時其尾端風場接上西南季風導致形成一條跨越巴士海峽的西南氣流，並隨著颱風北上使的整個軸線北抬影響南台灣，在8月6~8號這股偏西走向的北抬西南氣流軸的確由於受到地形影響在南台灣繞山於東部外海形成渦度，此渦度區又加強了西南風向南端繞山作用，然而在海峽中北部的氣流分流又是另一個故事。

　　如果只有台灣東方外海的渦度配合中央山脈地型產生之繞山作用，氣流應該僅部分分支從巴士海峽繞山而行，在高雄以北的西南風仍是有可能撞進山區的造成山區強降水，這也是平時西南氣流與西南風的模式，在這次的西南氣流卻沒看到，關鍵應該要放在地形以外的因素。

　　下圖是8/8號的地面圖，透過風場以及溫度資訊可以看出在當時中國東南部有個加熱形成的熱低壓，將台灣海峽的風場往內陸輻合，形成了將西南氣流向北帶往中國的條件，可以看到中國沿海有偏南風分量，鄭主任前幾天提到的台灣地形防護罩作用造成的繞山，還要再考慮此低壓因素，否則就往例來看，因地形阻擋向北的西南氣流仍是有可能撞山在中南部山區降下豪大雨的，而這次的沒有，顯然不只地形因素，還要考慮更大尺度的系統作用。

88地.jpg

　　在上個階段除了熱低壓作用造成西南氣流在台灣海峽向北往中國輻合作用，同時也要注意北方的冷空氣，這是在哈隆北上時的一支槽線通過後其後方帶下來的冷平流，這股冷空氣在8/10號南下造成熱低壓減弱，如下圖，但其於8/8號引發的台灣海峽北上之西南氣流以及南海北部的西南氣流，將與此冷空氣交互作用，產生出第二個使台灣海峽西南氣流北上的主因。

810地.jpg

　　在春夏之交，加強的西南季風帶來暖濕水汽，和漸漸減弱的大陸冷高壓交互作用，形成滯留鋒，是梅雨期的開始，前述過程造就的環流配置也十分類似梅雨期滯留鋒生過程，前述由熱低壓引發的暖濕水汽北上與南下冷空氣交會成一道滯留鋒，如下二圖：

當前地面.jpg

　　鋒面本身就是一個狹長的低壓區，鋒上伴隨強烈的輻合運動，也就是一條低壓帶，這條低壓帶在目前至接下來這段期間將取代前述的熱低壓，繼續將台灣海峽的西南氣流帶往內陸輻合，形成北支，如下圖：

12流場.jpg

　　小結一下目前的心得：本次的降水主要是由哈隆颱風北上引起支西南氣流軸北抬造成，而降水集中在沿海與陸風輻合關係不大，也與地形繞山作用關係較小，主要是由中國華南華東一帶持續有熱低壓及滯留鋒發展引發海峽北部出現向北分量之西南氣流，不使整個西南氣流往中南部陸地山區移動，南部的繞山支才與地形有些相關，但此降水區離陸地較遠。簡單而言在較大尺度環境流場與部分地形與西南氣流交互作用之下，才造就了此種類似海陸風與西南氣流輻合的沿海降水分布型態。　　

　　所以在接下來這段時間，北方這條滯留鋒的發展將是台灣西南部降水變化的影響關鍵，讓我們把焦點擺在這條鋒面上

　　鋒生過程主要為溫度梯度的加大，溫度梯度加大有可能是鋒後冷空氣加強或是氣流合流，水平風切，或非絕熱過程導致，觀測研究顯示，在春夏季時的滯留鋒，由於鋒後的冷空氣弱(但不是完全無作用)，溫度梯度加大主要來自鋒前的上升運動產生潛熱釋放的非絕熱因素造成，就目前南海北部到台灣海峽上的向北分向西南氣流往內陸輸送之水汽將有助於維持該滯留鋒結構

　　那麼移動呢，過去24小時以來在中國北方的冷高壓有潰流的現象，以至於有局部的小高壓向南移動過程，對比滯留鋒所在位置之等壓線梯度有逐漸加密的狀況，顯示鋒後的冷空氣強度風速有加強趨勢，不排除將進一步加大鋒之溫度梯度使其加強，同時將鋒的位置押往更南邊，配合台灣海峽地形作用，不排除鋒南移之過程，鋒前西南風加強的效果將因台灣海峽作用又進一步加強，使得台灣海峽出現強風軸，進一步加強向台灣側的西南風分量，可能導致今晚至明天於西南部出現更強降水之機會，且降雨區有機會往內陸延伸，宜多加留意。

動畫2.gif