台灣梅雨季中尺度模式定量降水預報時空分佈...

中國文化大學地學研究所大氣科學組

碩士論文

台灣梅雨季中尺度模式定量降水預報時空分佈

之評估研究

指導教授：王重傑

研究生：王國誠

中華民國 97 年 12 月

摘要

本研究針對 WRF與 CReSS中尺度模式在 2006年梅雨季(5-6月)台灣地

區 5km 解析度每日兩次降水預報(初始時間為 00Z 與 12Z)在 12-36h 的結

果，整理並利用過去觀測研究結果，定性評估兩個模式對台灣梅雨季降水

空間分佈與日夜變化特徵的掌握程度，並包括不同地理(北、中、南、東)

與高度(平地、山坡、山地)分區之特徵差異。一方面在增加對 WRF 與 CReSS

模式降水預報能力瞭解，一方面亦評估兩者模式在不同分區的優劣以為未

來參考。

結果顯示，WRF 與 CReSS 模式對於台灣梅雨季降水之空間分佈與日夜

變化有一定程度的掌握。對於南部高屏、中部中投這些降雨高值區，模式

均有一定的掌握且位置相近。日夜變化則兩個模式平均降水均在午後最

大，深夜至清晨最小，與觀測相符。5 月至 6 月上半，降雨因西南季風增

強，此時南部高屏地區最大中心持續出現，降雨區的位置僅靠山脊，並與

地形緊密配合。6 月下半，總雨量迅速減小，降水偏向地形對流產生的午後降

水，WRF 模式僅在中部有些許零星降雨此與觀測相似，CReSS 模式在中部與南部

則仍顯示釋出相當的極值，推測可能為 CReSS 模式降水預報過度且消散的速度較

慢所造成的結果。

不同高度分區，兩者模式顯示，山區日夜變化較平地顯著，平均雨量

也較多。6 月上半，降雨在平地與山坡(250-1000m)的夜間至上午時段迅速

增大，山地的增幅則較小，雨量高峰則提前至中午前後，西南部最大降雨中

心跟中部山區次中心均持續出現，CReSS 模式因為雨量在每個時段接比觀測資料

之結果來的高且消散的速度較緩慢在日夜變化方面顯的較不明顯，WRF 降水要午

夜之後消散的相當迅速使的WRF模式在2000LST中部以及南部的降水並未掌握到

此特徵。6 月下半，全台各地除了午後時段，降水均急速減小，特別以平地

為然，因此山區日夜變化再趨明顯。

比較各地理分區，顯示南部雨量高於全台平均、中部相仿、北部稍低、

東部明顯低於平均。模式對於雨量較大的地區掌握較佳，故以南部地區最

佳、中部次之、北部再次之、東部則掌握較差。北部山區降水 6 月下半午

後趨於明顯，顯示接近夏季午後對流型態之降水。模式差異在 CReSS 模式

預報的結果降水極值仍略高於觀測資料。中部地區降水空間分布，顯示有顯

著的最大中心位於雪山山脈與中央山脈之交界處，6月的降水，各高度皆有明顯

的增加，不同於 5月情況為此時山坡(250m-1000m)的降水延後至午後的時段，此

種轉變可能與模式降水消散的速度較慢所造成的結果。台灣南部地區梅雨季內的

降水空間分佈，過去所有研究均顯示在南部中央山脈迎風面有清楚的最大降雨中

心，顯示南部之中心為所有相對降雨區中最顯著者，且雨量以 6月較 5月明顯為

多，西南季風增強以及地形迎風面機械性舉生均有關聯。東部降水相較於中部與

南部這些區域明顯較弱，2006 年因為颱風路徑的關係，在 5月下半對東部帶來

較多的降水以及 6月上半亦有明顯降水，日夜變化方面，東部降水多以日間至黃

昏時段較多。CReSS 模式的結果與 WRF 模式相仿。

頁次

目錄

摘要

第一章前言 …………………………………………………1

1.1 研究動機與目的

1.2 文獻回顧

第二章研究資料與分析方法…………………………………………………7

2.1 資料處裡與分析方法

2.2 評估項目與內容

第三章模式降水空間分布 …………………………………………………9

3.1 WRF 模式與 CReSS 模式之結果

3.2.1 WRF 模式梅雨季與逐月之平均空間分布

3.2.2 每半月之平均空間分布

3.3.1 CReSS 模式梅雨季與逐月之平均空間分布


3.4 討論與小結

第四章模式降水之平均日夜變化 …………………………………………13

4.1 模式的結果

4.2.1 WRF 模式逐月之平均日夜變化

4.2.2 WRF 模式每半月之平均日夜變化

4.3.1 CReSS 模式逐月之平均日夜變化

4.3.2 CReSS 模式每半月之平均日夜變化

4.4 討論與小結

第五章模式全區降水隨高度分區變化 …………………………………17

5.1 模式結果

5.2 WRF 模式梅雨季、逐月、及每半月之平均日夜變化

5.3 CReSS 模式梅雨季、逐月、及每半月之平均日夜變化

5.4 討論與小結

第六章模式分區降水之空間分布與日夜變化 …………………………20

6.1 北部地區

6.2 中部地區

6.3 南部地區

6.4 東部地區

第七章結論 ………………………………………………………………24

參考文獻 ………………………………………………………………………27

1

第一章前言

1.1 研究動機與目的

以往的研究者對於數值模式的評估，大多著重於預報與觀測間的長期統計相

關性的結果(例如Wilk 1995)，而對於區域模式QPF(定量降水預報；quantitative

precipitation forecasts)的評估，則多利用 TS得分、公正預兆得分(equitable

Threat score；ETS)、偏倚得分(bias score；BS，即平均誤差)、命中率

(probability of detection；ETS)、錯報率(false alarm ratio；FAR)，或其

它例如絕對誤差(absolute error)、相對誤差(relative error)、均方根差(root

mean squared error)、以及相關係數(correlation coefficient)等統計相關性

參數(例如 Chien et al. 2002；Hong 2003；Chien and Jou 2004)。此類方法

雖可以提供相當程度的資訊，但由於評估方式建立在觀測與預報資料網格內所有

對應位置之間點與點的統計相關，而網格點數量龐大且資料眾多，具有顯著天氣

格點(往往範圍小)與無天氣者(往往範圍大)合併計算而不與區分，故無法充分有

效地評估模式(例如 Ebert abd McBride 2000)，且隨著模式解析度提高更是如

此(參見 Mass et al. 2002；Brown et al. 2002；Davis et al. 2006)。因此，

除了傳統的評估方法以外，新方法的發展或評估模式對於降水時空分布特徵的基

本掌握能力，也逐漸受到學者們的重視(例如 Knievel et al. 2004)，此類方法

一方面可以增加對模式本身能力的瞭解，一方面也可以對未來模式應改進的方向

提供有用的資訊。因此，隨後本文將先對台灣梅雨季降水與豪(大)雨的各項分布

特徵，進行文獻整理與回顧，再利用部分前人研究的已知結果，針對 CReSS 與

WRF 兩個中尺度模式，評估其在台灣地區 2006 年梅雨季(5-6 月)定量降水預報之

時空分布特徵，並與觀測之分布特徵比較以瞭解兩種模式對於台灣梅雨季降水基

本分布特徵的掌握。由於以往較少採用此類評估方法，本研究可藉此了解現行模

式降水之分布，是否有與觀測相近之合理特徵。

1.2 文獻回顧

針對台灣地區梅雨季降水與豪(大)雨分布特徵，大約已有 30年的歷史，且

2

隨著中央氣象局於 90年代陸續在台灣建置起全球密度最高的自動降水與氣象觀

測站網(Automatic Rainfall and Meteorological Telemetry system；ARMTS，

Hsu et al. 1998)後，已有相當程度的瞭解。早期利用氣象局所屬的 25個地面

氣象站(輔以其他單位之地面站)資料，站數過少且多位於沿岸，偏遠山區缺乏資

料。這些結果顯示，梅雨季的最大雨量出現在中部山區的阿里山一帶，並向南北

遞減，而豪大雨的空間分佈亦相似(陳 1987，王等 1985)。Yeh and Chen (1990)，

利用 TAMEX(台灣地區中尺度實驗 1987 年；Taiwan Area Mesoscale Experiment)

期間全台共 808 個日雨量站所收集的資料，發現當年梅雨季分佈的最大值共有兩

處，其一位於南部中央山脈的迎風面，在 5月 10 至 6 月 27 日的總累積雨量達

900-1100 mm 以上；另一則位於中部，且在雪山與中央山脈的交界處，總雨量亦

達 1100 mm。前者主要發生在 6月，即西南季風較強的期間(雨量達 700 mm 以上)，

而後者則在 5-6 月均有累積，因此顯示降水與中央山脈地形舉升之間的密切關係

(圖 1-1)。過去也曾對台灣地區夏季或梅雨季的雨量或豪(大)雨分佈的日夜變化

特性進行研究。利用(圖 1-2)的地面測站連線，Chen et al. 1999 亦計算出台灣

地區夏季平均地面輻散量的逐時變化曲線，並與累積雨量的日夜變化相比較，結

果如預期顯示因地面與山坡在日間的加熱而導致氣流向島內輻合，亦即低層海風

的發展，隨後台灣地區的平均雨量在 1600-1700 LST 達到最大值。另外，全台逐

時平均雨量的分佈亦顯示，雖然降雨量在夜間時段均低(伴隨陸風輻散)，但 0500

LST 附近的清晨時段，有不甚顯著的次大高峰值出現(摘至 Chen et al. 1999)。

在 1998 年梅雨季的 5月 5日至 6月 25 日期間，不論 5月 5-25 日的季風開始前

或者至 6月 25 日的季風開始後，台灣地區的降水分布亦均有顯著的日夜變化特

性(摘至 Chien et al. 2002)。特別在 5月時，日夜變化非常明顯，不論地勢屬

於低、中、高的測站，平均雨量最大值均出現在約 1600 LST 且亦有晨間約

0800-0900 LST 的次高鋒。地勢在 200-1200 m 的山坡測站平均雨量較平地(<200

m)與高山(>1200 m)兩者均捎大，亦顯示地形舉升作用的重要影響。季風(以 6

月為主)開始後，降水的日夜變化仍然顯著但最大最小值間之差距縮小，且晨間

3

次高峰消失不見，另外，山坡最大雨量發生在 1700 LST 比高山的 1800 LST 者稍

早，顯示西南風受到地形舉升造成降雨系統的發或增強，在達高山地區前已成熟

(Chien et al. 2002)。Chen et al.2007 研究 1997-2002 年台灣各季節各站逐

時降雨強度出現 > 15 mm/h 之機率分佈，顯示梅雨季(5月 16 日至 6 月 15 日)

亦有顯著的日夜變化，主高峰出現於 1600 LST，而不明顯的次高峰則在清晨的

0600 LST，此分布與夏季(6月 16 日至 8月 31 日)者頗為相似(摘自 Chen et al.

2007)。在上述頻率的空間分佈方面，則在 1600 與 0700 LST 之分佈型態相似，

均在南部山區迎風面有最大值，但前者頻率較後者高(Chien et al. 2007)。上

述的數個研究，結果均相當一致。

有關台灣梅雨季降水特徵在各地理分區之間的差異，對於台灣不同分區在不

同季節可以顯示出具有不同的基本降水型態。對於台灣北部與中部而言，許多雨

量站的降水最大值發生在 5月，而山脈以西的南部地區與其他中北部測站，則在

8月出現最大降雨量。至於東北部沿岸地區，降雨量在夏季與秋季具有雙高峰，

而東部地區的花蓮一帶，則在 11月最多雨。因此，對於台灣東部而言，梅雨季

降水在一年中所佔的比例較低，故其重要性不若中央山脈以西的地區(摘自 Chen

et al. 1999)。

陳與揚(1988)亦曾利用氣象局 25個地面測站分析台灣梅雨季雨量在不同地

區的差異。他們將台灣畫分為北(N)、中(C)、南(S)、東(E)、離島(I)、盆地(B)、

以及山地(M)等 7個分區，以檢視各分區豪雨之出現頻率以及日夜變化。結果顯

示，山區豪雨最常出現，之後機率由南向北遞減，與過去文獻(王等 1985、陳等

2002)所示者相符。豪雨出現頻率在各分區中，以山地、南部、中部、以及盆地

具有較顯著的日夜變化，北部則較不明顯。至於東部與離島，則豪雨發現的機率

明顯較低，因此逐時分佈較不具有顯著的意義。Yeh and Chen(1998)亦使用 TAMEX

期間台灣地區共 85個具時雨量觀測的雨量站資料，依圖 1-3 分區方式以討論區

域間之日夜變化差異。在接近中部山凹處的 2A 與南部迎風面的 2B，日夜變化最

顯著且最大時雨量在 1600-1800 LST 達最大值，而降雨機率的變化亦相似，此與

4

前述有關降雨日夜變化之研究相符，而深山區(1區)的日夜變化則稍弱。在雪山

山脈東側與中部山坡(3A、3B、圖 1-3e-f)日夜變化十分顯著且降水在 1500 LST

達最大值，此亦與前述西南氣流與降水系統受地形舉升時，傾向於山坡即達成熟

之理論一致。另一降水具有明顯日夜變化的區域為台北盆地(4區，圖 1-3g)最大

雨量 1400 LST 即出現，可能與海風的局地輻合效應有關。在西部平原與沿岸的

區域 6、與 7，則雨量較山區為少且日夜變化亦較不顯(圖 1-3k-m)。至於東部山

坡(2C 區)與北部至東部的海岸山脈(5A 至 5C 區)，日夜變化亦不若西部山區顯著

但午後降水仍大於午前(圖 1-3d,h-j)，其中宜蘭地區(5B)最大雨量值出現在

1200 LST 而降雨機率卻在 1600 LST 始達最大，後者顯然與鄰近的 3A區域在 1500

LST 達最大降水有關，即 3A區之降水系統東移的結果(摘自 Yeh and Chen 1988)。

利用包括氣象局高密度自動雨量站網之資料，陳與張(2002)即針對 1991 至

1996 年梅雨季(5-6 月)台灣中北部(預報分區 1-7，圖 1-4)區域降雨與豪(大)雨

分佈特性的研究，包括日夜變化特性與平地、山地之特徵差異。在所有豪(大)

雨(A+B+C 型)的空間分佈，根據 Post-TAMEX 預報實驗之定義(陳與謝 1992；謝等

1993)，訂定當某小時之時雨量>15 mm 且累積雨量(a)>130 mm/24h 時定義為 A

型豪雨，(b)>50 mm/12h 但<130 mm/24h 定義為 B型豪雨以及(C)>50 mm/24h 但

<130 mm/24h 時，則定義為大雨(即 C型大雨)，結果亦顯示雪山山脈西南側迎風

面，靠近與中央山脈之山脈凹處，有最高頻率(最多次數)，而台北盆地亦有相對

最大值(摘自陳與張 2002)。若以長條圖表示中北部所有豪(大)雨頻率之逐時日

夜變化，亦可清楚顯示位於 1600 LST 的主高鋒、以及位於 0200 LST 不甚顯著的

次高鋒(陳與張 2002)。在平地(<200 m)與山地(>200 m)的日夜變化方面，則顯

示若統計所有雨量站各類豪(大)雨之出現總次數，則山區高於平地，且 1600 與

0200 LST 的兩個高鋒均以山區較為顯著，但平地則在月 1100 LST 有另一個高鋒

出現，顯示可能與海風在此時開始發展有關(摘自陳與張 2002)。

針對中部地區(預報分區 5-10，圖 1-4)，陳等(2005)亦使用 1993-1998

年 5-6 月資料，進行相似之 QPF 與豪大雨中尺度氣候特徵研究。結果顯示，雪山

5

山脈西南側山坡，為中部之最大豪(大)雨發生區，阿里山區則為次要中心。在平

均時雨量隨不同高度範圍的分布上，低地與平原區的雨量明顯較山區小，且平均

時雨量在高度 300m 以上的山坡與山區，其日夜變化較平地明顯，且 6月較 5月

更為顯著，與太陽輻射的增強相符。進一步比較平均降雨強度隨高度分區之每

3h分佈(圖 1-5)，顯示降水之午後最大值位於迎風坡(1100-1800m)而非山脊

(>1800m)，亦與前述結果相符，而顯示地形舉升之角色。由於日間加熱逐漸主宰

對流發展，6月在300-600m的山麓地帶午後降雨亦明顯增加，應受到局部環流(上

波風)的影響。另外平原地帶之對流在 6月不易發展，任何時段降雨強度均低。

在豪(大)雨頻率的平地與山區差異上，不論 5 或 6月其總數均以山區較高。6月

時，特別是平地的豪(大)雨發生頻率偏低，顯示應該是受到副熱帶高壓抑制作用

的影響，而 6月山區午後降雨強度雖然明顯增加，但豪大雨次數仍較 5 月為少，

推論應為 6月有較高比例的降水，傾向為發生頻繁但延時短之局部性雷雨(摘自

陳等 2005)。

至於台灣中南部地區(分區預報 7-11)，陳與林(1997)則使用 1987-1995 年

5-6 月資料，結果顯示豪大雨最大發生的頻率區位於南部中央山脈之迎風面，約

略在台南與阿里山之間呈東北-西南走向，且以 6月較多(摘自陳與林 1997)，此

特徵與中部地區豪大雨較集中在5月的情況有不同的差異(陳等2005)。在豪(大)

雨的日夜變化方面，中南部豪大雨頻率在 5月午後迅速增大至 1600 LST，晨間

亦有不明顯的相對高值，而最小頻率則發生在 1100-1200 LST；6月的豪大雨，

則是在 1100 LST 即出現最大頻率，之後逐漸減少至黃昏，且在 0700 LST 亦有次

高鋒，在平地與山區日夜變化的差異方面，顯示 5月各型豪大雨在平地與山地的

次數差異不大且均在 1600 LST 達到最多，但山區者在高峰前即較早開始增大，

而平地者則在高峰後較慢減弱。至於 6月，則在平地與山區有顯著的差異，山區

最大頻率亦發生在 1600 LST，約平地的 2倍，但是一日中的其他任何時段均未

達 40次，顧次數其實與平地者差距不大；平地者在 0300 LST 即出現相對極值，

之後頻率雖然在晨間減小，但 0900 LST 至 1600 LST 均維持相當高的頻率，而

6

2000 LST 後減弱，顯示豪(大)雨在平地的日間時段均相當容易出現，此與 6月

山區具有非常明顯日夜變化情形，大異相趣(摘自陳與林 1997)。此種現象，從

Chien and Jou 2004 可以看出某種程度的相似性，即南部山區日夜降雨差異較

明顯，而平原地區則差異較不明顯。

最後，針對台灣東部地區，Chen et al.(1999)已說明其基本降水型態與中

央山脈以西者頗不同，東北部沿海之降雨在 7 與 11 月有雙高峰，花蓮一帶則在

11月最多雨。因此，梅雨季降水對東部而言，佔年總雨量的比例較低，故不若

西部地區來的重要。陳(2004)使用 1997-2003 年 5-6 月資料，分析分區 13-15

平均降水與豪(大)雨之分布特徵。5月高峰出現在 1500 LST，6月則在 1600 LST

且總次數較多，最小值出現在晨間時段，整體日夜變化的趨勢與中央山脈西側者

相似。以宜蘭而言(分區 13，參見圖 1-4)，山地在 5月的平均降雨強度在

1400-1800 LST 達到相當持續而寬的高峰，6月則較集中在 1600 LST 前後且強度

增大，顯示日夜變化有逐漸顯著的趨勢；宜蘭平地則高峰附近的降水強度較山區

弱，5月最大值發生在 1800 LST 而 6月則在 1600 LST。在花東地區(分區 14-15)，

山區降雨強度亦較山坡者稍大，5月最大值出現在 1500 LST 而 6月則在 1600

LST。若與先前的中北部、中南部作比較，可以看出東部山區與平地在降水日夜

變化的分布特性不大，可能與東部地區腹地狹小，兩者距離十分接近有關。

由以上的論文回顧可知台灣梅雨季降水分布的各項空間與日夜變化特徵，其

特性在不同區域、或平地與山區並不盡相同而有所差異。本研究將使用 WRF 與

CReSS 中尺度模式在 2006 年梅雨季台灣地區 5 km 水平解析度之兩種降水預報結

果，求取其其空間分布與日夜變化特徵，且包括北、中、南、東等不同分區與不

同高度之變化特徵，並利用前述相關之研究結果，與模式預報結果進行定性比

較，膫解兩者模式對於降水特徵的掌握程度彼此間的差別。

7

第二章研究資料與分析方法

2.1 資料處裡與分析方法

本研究使用 WRF 模式在 2006 年梅雨季(5-6 月)台灣地區之 5 km 解析度的每

3h降水預報結果與 CReSS 模式在 2006 年梅雨季台灣地區之 5 km 解析度的每 30

分鐘降水預報結果，由於一般中尺度模式的預報表現以一天左右為最佳(例如

Chien et al. 2002)並在初起數小時內有模式起轉(spin-up)問題，天氣系統強

度普遍偏弱，故本研究僅採用模式每次預報在 12-36 h 之間，前後共 24 h 結果

來進行評估。因此，模式之 00 Z 預報者即選取其針對當日 1200 UTC 至次日 1200

UTC 所進行之預報結果，而 12 Z 預報者即選取其針對次日 0000-2400 UTC 所進

行之預報結果，作為本研究所採用的資料時段。求取其空間分布與日夜變化等特

徵，並與第一章所述之相關研究結果進行定性的比較，以評估兩者模式對於梅雨

季降水特性的掌握程度與彼此間的優劣差異。至於兩模式結果皆無積雲參數化僅

有外顯雲微物理。

除了觀測與模式在梅雨季 QPF 之空間分布與平均日夜變化之外，本研究亦比

較兩者模式降雨隨不同高度分區之變化情形與異同之處。本研究的地形分類方

式，分別以 250m 與 1km 高度作為區隔標準，即共分為< 250m、250-1000m、以及

> 1000m 等三種高度分類。如圖 2-2 所示，各類地形高度所佔面積相仿，而> 0

的部份(灰色區域)即模式中格點平均高度高於海平面，即認定為屬於台灣陸地之

區域。在台灣地理分區方面，分區方法如圖 2-3 所示，共分為北、中、南、以及

東部等四個分區，以與第一章之文獻結果比較，並討論台灣不同分區模式日夜變

化特徵之差異。此種分區之結果，乃是依經緯座標，中心位於 24.5°N 以北之陸

上格點即劃入北部分區、剩餘陸上格點中心位於 24.5°N，121°E 至 22°N，120.5

°E 之連線以東者即劃入東部分區、再剩餘陸上格點中心位於 23.5°N 已南者即劃

入南部分區、而所有剩餘陸上格點即劃入中部分區(因位於北部以南、東部以西、

南部以北)。如圖 2-3 所示，各分區之面積大小亦相仿，代表網格點總數相近。

因此，模式 QPF 結果之計算，可依上述之高度類別或地理分區，分別進行，且各

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分區內亦可依不同高度分類計算結果，以進行比較討論。最後，必須一提的是，

2006 年 5月下半期間的 17-18 日，由於中度颱風「珍珠」的靠近(圖 2-1)，可能

對台灣部份分區之結果(主要指雨量較少的東部地區)，產生一定程度的影響。

2.2 評估項目與內容

本研究利用第一章中所做文獻整理與回顧，所得到的有關台灣梅雨季降水與

豪大(雨)分布特徵之結果，以進行 WRF 模式與 CReSS 模式的降雨預報評估，評估

項目當選擇文獻回顧中經常出現的之項目，以利定性比較的進行。經過選取，本

研究對於 WRF 模式梅雨季(5-6 月)降雨預報的評估項目，主要包括以下四項:(1)

模式 QPF 在台灣地區的空間分布，(2)模式 QPF 在台灣各地區的平均日夜變化，

(3)模式 QPF 隨高度分區之變化，以及(4)模式 QPF 在台灣各分區的空間分布與日

夜變化之差異，包括不同分區隨高度變化之差異。藉著定性比較相關文獻(由觀

測而來)降水與 WRF 模式及 CReSS 模式在這四個項目特徵的異同，評估兩者模式

對於台灣梅雨季降水時間與空間分布特徵的掌握程度，以及其掌握在不同月分、

不同分區、以及不同高度帶之間的差異，以增進對於 WRF 模式與 CReSS 模式在台

灣地區降水與報能力的膫解。本為隨後第三章討論模式降水預報結果的空間分布

特徵及與觀測間的異同，第四章評估模式降水之日夜變化特徵，第五章討論模式

全區降水在不同高度分區之差異，第六章則進一步評估模式分區降水之空間分布

與日夜變化特徵，第七章則進行綜合討論與結論。

9

第三章模式降水空間分佈

3.1 WRF 模式與 CReSS 模式之結果

本研究於第一章所回顧與討論之文獻結果，可用於與模式在台灣梅雨季內之

QPF 預報相互對照，但本章主要將著重在降水的空間分布比較上。首先將檢視模

式在梅雨季整季(5-6 月)與梅雨季內逐月之空間分佈特徵。由於梅雨季降水多分

布在 5月下半月至 6月上半月，因此隨後將檢視梅雨季內以每半月為單位之平均

空間分佈特徵。其後，將比較 WRF 模式與 CReSS 模式降水空間分布之差異，評估

梅雨季內兩者模式對於降水特徵的掌握程度以及其差異性。

3.2.1 WRF 模式梅雨季與逐月之平均空間分布

圖 3-1 顯示 WRF 模式於 2006 年梅雨季內，在台灣地區所得 24-h 平均累積降

雨量(mm)之空間分布，即所有預報在選取時段(12-36 h)內之平均總累積雨量之

分佈。以陸上整個梅雨季(5-6 月)之平均而言，具有兩個極大值區，其一位於台

灣西南部的高雄至屏東一帶，可達 30mm 以上，另一大值區則位於中部迎風面山

區，約在台中至台南一帶，可達 40mm 以上。至於台灣陸上的其他區域，24-h 平

均雨量均在 20mm 以下。若將 5月者與 6月者分開比較，在 5月的結果顯示，除

了東部地區有較多的降雨(>30mm)之外，其他區的降水僅沿著山脈有相較於平地

較多的降水，但雨量皆不多均在 20 mm 以下。6月時全台總雨量明顯增大，在台

灣西南部高屏山區迎風面與中部中投迎風面山區皆出現極大值的降水中心，中心

的降水>40 mm 甚至達到 50 mm，但此時東部的降水強度以不如 5月。由 5月至 6

月，模式雨量在中部與南部有明顯增加，此一特徵則與 1987 年 TAMWX 期間所見

者相似(The and Chen 1998)，因此 WRF 模式似對此種轉變具有相當不錯的掌握。


圖 3-2 顯示 WRF 模式在 2006 年梅雨季期間，以每半個月為單位之 24-h 平均

累積雨量之空間分佈。在 5月上半(1-15 日，圖 3-2)，降水之空間分佈特徵與整

個梅雨季者相似，但在 5月下半(16-31 日，圖 3-2)時，因為中度颱風「珍珠」

在 5月 17-18 日由南海北部向北北東方移動並通過金門附近，隨後減弱並變性為

10

溫帶氣旋(參見圖 2-1)，推測此處東部之降水有可能受到其一定程度的影響所

致，其他時段皆均無明顯颱風影響。對此台灣東部降水明顯增加，而其它陸地降

水雖然相較 5月上多，卻不甚明顯。在 6月上半(1-15 日)，西南部高屏地區之

極大值區與中部附近之極大值區皆為為所有時段中最顯著者(圖 3-2)，兩者 24-h

平均累積雨量皆可超過 70 mm 以上，此時東部降水以不若 5月，可能與季風開始

有關，6月下半(16-30 日，圖 3-2)，雨量較 6 月上明顯減小，甚至比 5月的兩

個時段更少，西南部的極值迅速減弱而變為陸上地區的次中心，中部降水亦減弱

至 20 mm 以下，但由於減弱較慢故成為主要中心。因此，由圖 3-2 可發現整個

5-6 月降水的空間分佈特徵，與西南季風的增強的關係密切，而可呈顯相當迥異

的特徵。另外，若將模式 5月下半至 6月上半降水與觀測(圖 3-2.2)相互比較，

可以發現 6月上半者與觀測之分佈型態亦相當接近，5月下的結果則未掌握到在

西北沿岸的一些相對極值。

3.3.1 CReSS 模式梅雨季與逐月之平均空間分布

圖 3-3 顯示 CReSS 模式於 2006 年梅雨季內，在台灣地區所得 24-h 平均累積

降雨量(mm)之空間分布，即所有預報在選取時段(12-36 h)內之平均總累積雨量

之分佈。以陸上整個梅雨季(5-6 月)之平均而言，如同 WRF 模式之結果，在中部

迎風面山區及西南迎風面皆有出現相對極大值區，於南部甚至出現雙中心的特

徵，且在中心的位置極值的大小>40 mm 以上。至於台灣陸上的其他區域，除了

介於兩極值區中間的坡地跟平地受其影響有較多的降水(>30 mm)，其餘地區的

24-h 平均雨量均在 20mm 以下。若將 5月者與 6月者分開比較，顯示 5月平均累

積雨量較小，且降水集中在台灣的中部與東半部迎風面最多可達 40 mm，除此之

外其他區的降水僅沿著山脈有相較於平地較多的降水，但雨量皆不多約在 30 mm

以下。6月時全台總雨量明顯增大，在台灣西南部高屏山區迎風面與中部中投迎

風面山區皆出現極大值的降水中心，中心的降水>70 mm 甚至達到 80 mm，但此時

東部的降水亦明顯消弱。由 5月至 6月，CReSS 模式的季節轉變與 WRF 模式相似，

在台灣的中部與南部極值區的降水有的明顯增加，因此 CReSS 模式似對此種轉變

11

具有相當不錯的掌握，即使總雨量有高估的趨勢但在與觀測中的降水分佈位置來

比較仍為不錯的模擬結果。


圖 3-4 顯示 CReSS 模式在 2006 年梅雨季期間，以每半個月為單位之 24-h

平均累積雨量之空間分佈。在 5月上半(1-15 日，圖 3-4)，降水之空間分佈特徵

與整個梅雨季者相似且中部降水比整季稍多，而在 5月下半(16-31 日，圖 3-4)

時，因為中度颱風「珍珠」的影響(參見圖 2-1)，模式結果在東部及中北部沿岸

的位置出現相對的極大值區，中部山區降水減弱，而其它陸地降水雖然相較 5

月上多，卻不明顯。在 6月上半(1-15 日)，西南部高屏地區之極大值區與中部

附近之極大值區皆為為所有時段中最顯著者(圖 3-4)，兩者 24-h 平均累積雨量

皆可超過 70 mm 以上，且在中部地區的平原及坡地亦有 40-60mm 的降水累積，與

觀測結果相仿。東部降水以不若 5月，此結果與 WRF 模式相同。6月下半(16-30

日，圖 3-4)，雨量較 6月上明顯減小，但在中部及南部兩個極值中心仍有相當

強的降水，其因可能由於減弱較慢而造成為兩個降水相當明顯中心。因此，由圖

3-4 可發現整個 5-6 月降水的空間分佈特徵，與西南季風的增強的關係密切，而

可呈顯相當迥異的特徵。另外，若將模式結果與觀測(圖 3-2.2)相互比較，可以

發現模式無論整季或是半月為單位與觀測之分佈型態皆相當接近。

3.4 討論與小結

針對 WRF 與 CRESS 模式在 2006 年(15-KM 網格)12-36H 的預報顯示，台灣梅

雨季平均降水空間分佈均有一定程度的掌握，整體而言台灣陸上 2個極值降水區:

西南部高屏地區、中部中投迎風面地區。極區的出現與觀測相符亦與過去的文獻

中觀測所見的結果相距不遠，僅 CRESS 模式降水強度略高於觀測值，而 WRF 模式

在 5月中部的降水特徵較不顯著。5月到 6月的降水變化特徵，WRF 模式與 CRESS

模式也對此種季節轉換的變化掌握的不錯。在半月的空間分佈顯示，除了 5月上

半跟 6月下半的降水明顯較少，主要降水特徵集中在 5月下半到 6月上半的轉

換，5月下半的降水因為颱風的影響使的在東半部的降水相較 5月上半增加，

12

CRESS 模式則在中部及北部沿岸地區亦出現相對極值區且中部山區的降水削

弱，與陸上觀測到的相似，而 WRF 模式則未掌握到中北部沿岸降水的一個特徵，

6月上半雨量遽增，南部迎風面降水的迅速成長與中部山區降水的增強，兩個模

式都有掌握到陸上的 2個極值降水區，6月下半，總雨量迅速減小，降水偏向地

形對流產生的午後降水，WRF 模式僅在中部有些許零星降雨此與觀測相似，CReSS

模式在中部與南部則仍顯示釋出相當的極值，推測可能為 CReSS 模式降水預報過

度且消散的速度較慢所造成的結果。

13

第四章模式降水之平均日夜變化

4.1 模式的結果

如第一章的文獻整理與回顧，以及前依張的討論中所述，台灣地區梅雨季之

降雨分佈有明顯的日夜變化特徵，最大降水出現在午後至黃昏時段，而深夜至晨

間時段則有許多最小降水。本章將主要討論 WRF 模式與 CReSS 模式之 QPF 對於日

夜變化特徵的掌握程度。另外亦將先著重在台灣全區梅雨季降水之概略日夜變化

特徵，對於各分區(北、中、南、東)與各高度分區之細部討論，則主要將在第五

張與第六章進行。本章的結果分析方面，將與第三章者類似，首先檢視模式在梅

雨季整季(5-6 月)與梅雨季內逐月之平均日夜變化特徵，隨後檢視梅雨季內每半

月之平均日夜變化特徵。最後，本章再將比較 WRF 與 CReSS 模式之差異與影響進

行討論。

4.2.1 WRF 模式逐月之平均日夜變化

圖 4-1顯示 WRF模式於 2006年 5月台灣地區 QPF之每 3h平均累積降水(mm)

空間分布，且為 00Z 與 12Z 預報結果之合併。時間則依序由 1200-1500 UTC 至

2100-0000 UTC，再由 0000-0300 UTC 至 0900-1200 UTC。若將圖 4-1 的所有 8

個時段加總即得 24-h 累積降水，即等於圖 3-1。如圖 4-1 顯示，台灣地區降雨

在一日間的 0600-0900 UTC(1400-1700 LST)時段最大，5月降水主要集中在台彎

東部其平均 3-h 累積雨量極值最大可以達到 10 mm，則在中部山區與南部的次中

心降水區累積雨量不大<6 mm，在其他時段台灣各處的 5月平均雨量則較不明顯，

觀測結果亦如此。至於 6月(圖 4-2)，全台各時段的降水皆明顯的增加，主要降

水時段 1400-1700 LST 的降水在南部有明顯的降水特徵出現，南部降水再

1100-1400LST 達到最大而中部山區降水則是再 1400-1700 LST 時段累積雨量最

多，之後全區的降水急速下降，深夜至清晨幾乎沒明顯的降水特徵，到午前才在

北部沿岸地區出現相對的極大值區域，此降水的變化與觀測中(圖 4-2.2)所見相

似。

4.2.2 WRF 模式每半月之平均日夜變化

14

圖 4-3 與圖 4-4 及圖 4-5 與圖 4-6 依序分別為 2006 年梅雨季內每半月之 3h

平均降水空間分布之日夜變化情形，其所有時段加總恰為圖 3-2。比較圖 4-1 與

圖 4-3，顯示 5月陸上降水在 1100-1400 與 1400-1700 LST 兩時段差距不大，東

部沿岸的降水，則主要發生在 5月下半(圖 4-4)的午後時段(1400-1700 LST)，。

進入 6月上半(圖 4-5)後，不論一日之何種時段，除了少數地區外(例如東部沿

岸)，雨量均較 5月明顯，中部與南部的降水中心在 1100-1400 LST 達到最大(>15

mm)之後減弱至 1700-2000 LST 達最小(<9 mm)，6月上中部與南部的降水持續出

現且極值中心雨量最大與最小差距不算多，因此，降雨中心之日夜變化並不明

顯。此外，北部沿岸再清晨至午前出現一相對極大值區，該現象與觀測資料亦相

符。最後，進入 6月下半(圖 4-6)後，除 1100-1700 LST 時段外，全台各地降水

迅速減小僅沿中央山脈有些許零星降雨，中部與南部地區的量個中心在

1400-1700 LST 達一日中之最大值，分別 13與 15 mm。由於其他地區的降水明顯

減弱，在台灣地區的日夜變化又再轉趨明顯。

4.3.1 CReSS 模式逐月之平均日夜變化

同圖 4-1 的排序方式顯示，圖 4-7 與圖 4-8 分別為 CReSS 模式於 2006 年 5

月與 6月台灣地區 QPF 之每 3h 平均累積降水(mm)空間分布，且為 00Z 與 12Z 預

報結果之合併。各圖所有時段之加總，則為圖 3-3 所示之結果。圖 4-7 與圖 4-8

所示的日夜變化特徵，與 WRF 模式之結果相似(圖 4-1 與圖 4-2)。5月的結果顯

示，降水主要時段亦於 1400-1700 LST 達到最大，模式在清晨北部地區發現一相

對極值區，與觀測資料比較兩者降水產生的位置相差不遠，顯示 CReSS 模式對於

清晨的降水也有一定的掌握度，此外其餘時段則較無相對較大值的出現。模式 6

月分的結果顯示，全台各時段的降水皆明顯的增加，主要降水時段 1400-1700 LST

的降水在南部有明顯的降水特徵出現，中部降水心極值可達 20mm 以上，南部最

高甚至達到 25mm 以上，模式在黃昏時段(1700-2000 LST)的降水仍有相當的降

水，與觀測資料比較可以發現其日夜變化的趨勢兩者相似，因此，CReSS 模式每

3h平均累積雨量的日夜變化對於梅雨季的特徵掌握亦有不錯的表現。

15

4.3.2 CReSS 模式每半月之平均日夜變化

圖 4-9，圖 4-10，圖 4-11，及圖 4-12 分別為 2006 年 5月上半，5 月下半，

6月上半，6月下半之結果，可進一步討論 CReSS 模式降水分佈日夜變化之結果

在 2006 年梅雨季內的轉變。其中，圖 4-9 與圖 4-10 中各相同時段結果之平均，

即相當於圖 4-7 中所示者，而圖 4-11 與圖 4-12 中各相同時段結果之平均，則相

當於圖 4-8 者。在 2006 年 5月上半，模式結果顯示台灣陸上降水僅艾 1100-1700

LST 較為顯著，且降水集中在山脈兩側從圖上可清楚看見山脈兩側的降水極值

區，其他時段的降水皆不多。5月下半時，台灣全區的降水皆有明顯的增加，但

中部降水漸不顯著反而東部降水在 1100-2000 LST 有顯著的成長。至 2006 年 6

月上半時，模式陸上雨量在所有時段均更為增加(圖 4-11)，在降水較大的極值

區其日夜變化並不顯著。在所有時段，中部山區與南部山區迎風面之雨量最大區

均持續穩定出現，且其東緣等雨量線與山脈相互平行，顯示與中央山脈地形之密

切關係。最後，在 6月下半，模式降水除了 1100-1700 LST 時段外，均急速減小，

顯示幾乎已進入夏季之降水形態。

4.4 討論與小結

本章結果顯示，WRF 與 CReSS 梅雨季在中部南投附近，以及雪山山脈、西南

部高屏地區都有出現跟觀測相近的降水中心。5月降水的變化如文獻所提，6月

上半的降水驟增此時為整個梅雨季的高峰，午後雖然有增加，但增加幅度並沒有

其他時段增加的明顯，故總雨量增加但降雨的日夜變化幅度卻縮小，此特性與觀

測中亦常見。5月的午後降雨在山脈兩側出現相對極大值區，CReSS 模式對此結

果比 WRF 模式的結果更為清楚，顯示與地形舉升關聯密切。而 5月至 6月雨量亦

明顯增加且在中央山脈西側的降水也有顯著成長，此與西南季風的增強相符。每

半月的結果顯示，5月上半 WRF 與 CReSS 模式陸上的降水僅 1100-1700 LST 較多，

WRF 的雨量主要產生在台灣東部沿山脈。CReSS 的極值區較高且分布的位置也廣

泛且 CReSS 模式對於中部山區及南部迎風面降水的極大值特徵的比較相近，6月

上半雨量所有時段均明顯增大，西南部最大降雨中心跟中部山區次中心均持續出

16

現，CReSS 模式因為雨量在每個時段接比觀測資料之結果來的高且消散的速度較

緩慢在日夜變化方面顯的較不明顯，WRF 降水要午夜之後消散的相當迅速使的

WRF 模式在 2000LST 中部以及南部的降水並未掌握到此特徵。6月下半，除了午

後時段外，全台各地降水急劇下降，但雪山山脈之中心在午後趨於明顯，顯示此

中心產生時段較接近夏季之降雨型態，這點無論 CReSS 或是 WRF 模式的結果都是

一樣，顯示模式在降水的日夜變化都有一定的掌握程度。

17

第五章模式全區降水隨高度分區變化

5.1 模式結果

前述之第四章，討論 WRF 模式與 CReSS 模式對 2006 年台灣梅雨季降水預報

空間分布之日夜變化特徵，以及這些特徵與觀測所得之比較。本章則將模式在台

灣陸上全區之網格點依高度分為三類，各類並加以平均並檢視其日夜變化情形。

依高度分類方式，如第二章所述，區分為海拔高度在 250m 以下、250-1000m 者、

以及>1000m 者等 3類。因此，每個高度分類在平均之後，水平空間方向之維度

即隨消失，故以條狀圖表示每 3-h 累積降水之日夜變化。不同高度分區之結果將

相互比較，以討論模式在台灣陸地全區降水隨高度之變化特徵，且可與第一張中

所提文獻內不同高度分區、或有關平地與山區差異之結果相互比較驗證。至於關

於台灣各地理分區(北、中、南、東)在梅雨季降水之空間分布與日夜變化特徵，

以及各分區內不同高度分區降水特徵之細部討論，將再隨後第六章進行。本章在

結果方面，將首先檢視模式在台灣陸上梅雨季整季(5-6 月)、逐月、以及每半月

之平均日夜變化特徵，隨後針對 WRF 模式與 CReSS 模式的結果異同進行討論。

5.2 WRF 模式梅雨季、逐月、及每半月之平均日夜變化

圖 5-1 為 WRF 模式梅雨季 QPF 在台灣陸上不同地形高度分區(<250m、

250-1000m、>1000m 等三類)每 3h 平均累積雨量之日夜變化長條圖，由上至下別

為 2006 年 5月、6月、及 5-6 月之結果。此三個地型高度分區，以便於討論，

文內隨後將以平地(0-250m)、山坡(250m-1km)、以及山地(>1km)分別稱之。以

2006 年的梅雨季整季之日夜變化來看，所有高度分區均具有日夜變化，與文獻

相符，且高度越高日夜變化特徵月顯著，亦即在大與最小雨量間之差距幅度，以

山地最大、山坡次之、而平地最小。各高度分區均在午後時段達雨量高峰，午夜

至清晨時段則最低與過去觀測特徵相符(Chen et al.1999；Chen et al. 2007a)。

達到雨量高峰的時間，以山坡稍早在 1100-1400LST，平地約在 1100-1400LST，

而山地則稍晚，再 1400-1700LST。此一特性，與過去文獻(YEh and Chen 1998；

陳與張 2002；陳與林 1997)結果相似。綜合上述結果，顯示 WRF 模式對於台灣

18

梅雨季之整體日夜變化特徵，定性上有相當不錯的掌握。將 5月與 6月分別檢視，

則 5月時各高度分區有相似之日夜變化特徵平地與山坡均在 1400-1700LST 有最

大雨量，山地降水則發生在 1400-1700LST 時段。6月時不同地形高度分區降水

皆明顯增加降水分佈與結果與 5月差距不大。5-2 與 5-1 圖同但將後者畫為每半

月之結果分別顯示，以進一步討論。5月上半，各高度分區特徵與整季的平均相

似。5月下半各高度的基本日夜變化特徵不變但總雨量開始增加，平地與坡地的

降水更傾向午前發產，6月上半，平地與山坡總雨量迅速增大但模式降水在

1400LST 後急速下降，6月下半，各高度分區雨量均下降，除了午後降水外其餘

時段皆無明顯的降水發生且降水主要發生在山地。

5.3 CReSS 模式梅雨季、逐月、及每半月之平均日夜變化

圖 5-3 為 CReSS 模式梅雨季 QPF 在台灣陸上不同地形高度分區(<250m、

250-1000m、>1000m 等三類)每 3h 平均累積雨量之日夜變化長條圖，由上至下別

為 2006 年 5月、6月、及 5-6 月之結果。CReSS 模式全區降水的結果顯示與 WRF

模式相似，降水的振幅隨的地形變化成正相關，平地與山坡的降水發展相較於山

地更早達到成熟。以半月為單位做檢視如圖 5-4 所示，5月上半的降水與整月的

變化差異不大，平地區在 5月下 0500-0800 有一相對極值出現此可能與海風發展

有關，6月上半，不同高度區分的降水皆明顯的增加，除了 2000-0500LST 時段

降水較少(相對於其他多水的時段)，因此在這個時段的日夜變化不顯著，6月下

半，各高度分區雨量均下降，除了午後降水外其餘時段皆無明顯的降水發生且降

水主要發生在山地。

5.4 討論與小結

模式所有高度分區均具有日夜變化的特徵，降雨在午後達到最大而在午夜至

清晨最小，且高度越高日夜變化越顯著這些特徵在兩者模式結果皆相似，表示不

論 WRF 模式或是 CReSS 模式其模擬的結果與過去相關的資料皆相距不遠，在定性

上有不錯的掌握。由 5月上半至下半，各高度分區雨量增加且山地日夜變化震幅

增大，平地與山坡特徵與整季均相似。6月上半，雨量為所有半月最多者，平地

19

與山坡雨量迅速增大而山地增幅較小，另外，WRF 模式在 1700-2000LST 時段的

降水削弱的速度較快至使其與 CReSS 模式在此段時間有不一個現象產生，由前面

章節有提到 WRF 模式並未掌握到在此時間的中部與南部的一個降水極值，故在此

半月的掌握能力以 CReSS 模式較為精確。6月下半總雨量快速減少，且以午後之

下降最明顯，日夜變化的特徵較接近夏季的對流型態降水。各區皆顯示日夜變化

之特徵且高度越高越顯著，雨量以 CReSS 模式略高於 WRF 模式預報之結果。

20

第六章模式分區降水之空間分布與日夜變化

前一章節我們討論模式在台灣陸上各高度分區之平均日夜變化情形，本章則

更進一步根據第二章的地理區分方法，分別檢視與討論不同台灣北、中、南、東

各分區在梅雨季不同高度分區之降水平均日夜變化特徵，同時亦連帶之空間分

布，以及空間分布之日夜變化特徵。有關各地理分區之降水平均日夜變化，將採

用與第五章相似的條狀圖為之，而空間分布之日夜變化，則將再度引用第三章與

第四章所用之圖來進行。這些結果可以與文獻之分區做比較。本章將首先針對各

個地理分區，分別檢視模式在該分區之空間分布與其日夜變化特徵與文獻之相關

性，在討論梅雨季整季、逐月、及每半月之平均日夜變化特徵，最後再進行不同

模式差異性的討論與小結。

6.1 北部地區

6.1.1 空間分布與日夜變化特徵

由文獻資料顯示，北部地區在梅雨季內，常在雪山山脈北側與台北盆地接鄰

處出現相對雨量中心，例如 1987 年( Yeh and Chen 1998)、2000 年與 2001 年

(Chien et al. 2007；Chien and Jou 2004)，若以模式結果顯示，該中心之日

夜變化方面，WRF 模式 5月與 6月的午前至下午時段(1100-1700 LST)可清楚出

現，顯示模式對於日夜變化有不錯的掌握。CReSS 模式的結果與 WRF 模式相距不

遠，此類降水在 6月位置較佳且午後降水亦較強較屬於下季午後降水的型態。

6.1.2 不同高度分區之平均日夜變化特徵

圖 5-1 與圖 6-1 相同，但為 WRF 模式在 2006 年 5月、及 6月預報降水在台

灣北部不同高度分區(平地、山坡、山地)每 3h 平均累積雨量之日夜變化，每半

月之結果，則示於圖 6-2 中，如 6-1 圖顯示北部高度分區越高則中午至午後的降

雨量越大，其他時段則不同高度分區無明顯差別，因此全日雨量亦以較高地形者

較大。圖 6-3 為 CReSS 模式在 2006 年 5月、及 6月預報台灣北部不同高度分區

每 3h平均累積雨量之日夜變化，而每半月的結果則顯示於圖 6-4，CReSS 模式的

結果，在清晨至午前時段北部沿岸有一相對極大值的出現使的再此段時間的降水

21

產生一個不穩定的相對高值，此外其它分區的降水分布情形與 WRF 模式相似。

6.2 中部地區

6.2.1 空間分佈與日夜變化

梅雨季中部地區降水空間分布，文獻顯示有顯著的最大中心位於雪山山脈與

中央山脈之交界處，由 WRF 模式顯示，5月份模式中部地區的降水其實並不明顯，

主要的降水偏東，6月開始中部的降水才開始穩定且持續的出現，在日夜的變化

可知道主要降水亦集中在午後 1400-1700LST，以每半月的結果顯示，中部在 6

月上半月的降水最顯著，出現的位置與觀測幾乎一致。CReSS 模式的結果，5月

中部降水已有持續的發展，5月上半無颱風影響的情形下可看到台灣陸上降水主

要集中在中部地區，5月下半受到颱風的影響，東部降水明顯變多且沿岸的累積

雨量益增加，此段時間中步降水變的較不明顯，6月上半及 6月下半中部降水皆

為代表性的一個極值區，6月上降水持續且強度高，6月下半降水急速減小且主

要集中在午後的時段。


圖 6-5 為 WRF 模式在 2006 年 5月、及 6 月預報降水在台灣中部不同高度分

區(平地、山坡、山地)每 3h 平均累積雨量之日夜變化，每半月之結果，則示於

圖 6-6 中，可以看出中部分區在午後的降水仍與地形相關，雨量最多的區域為山

區其次為山坡，平地的降水最少且日夜變化也不明顯，在 5月期間，WRF 模式總

雨量較少，因此降水在不同高度的變化差不多，此點與模式資料空間分布的結果

亦是如此，至於 6月中部降水已持續出現，隨著地形越高其降水的日夜變化越明

顯。CReSS 模式的結果，圖 6-7 為為 CReSS 模式在 2006 年 5月、及 6月預報降

水在台灣中部不同高度分區(平地、山坡、山地)每 3h 平均累積雨量之日夜變化，

每半月之結果，則示於圖 6-8 中，顯示在 5月中部降水有別於 WRF 模式，降雨量

在地形分區的差別並不大，平地、山坡、山地的降水皆有明顯的日夜變化，在山

區的最大值出現在午後 1100-1700LST，平地與山坡的降水發展成熟較早

(0800-1100LST)，6月的降水，各高度皆有明顯的增加，不同於 5月情況為此時

22

山坡(250m-1000m)的降水延後至午後的時段，此種轉變可能與 CReSS 模式降水消

散的速度較慢所造成的結果。

6.3 南部地區

6.3.1 空間分佈與日夜變化

台灣南部地區梅雨季內的降水空間分佈，過去所有研究均顯示在南部中央山

脈迎風面有清楚的最大降雨中心，顯示南部之中心為所有相對降雨區中最顯著

者，且雨量以 6月較 5月明顯為多，西南季風增強以及地形迎風面機械性舉生均

有關聯。在南部日夜變化方面，則日間雨量明顯大於夜間，午後大於晨間。在

WRF 模式與 CReSS 模式之結果顯示與上述過去文獻的結論相似，與過去觀測做比

較則在 1700-2000LST 時段有差別，WRF 模式因降水削弱較快在此時段的模擬沒

法掌握住降水的特徵，但 CReSS 模式降雨區的減弱較為緩慢，而在此時間點的降

水仍為一日中的極大值區，其他時段與觀測、文獻論點所提及皆相同。


圖 6-9 為 WRF 模式在 2006 年梅雨季南部地理分區之結果，圖 6-10 則為該雨

季各半月之結果。南部地區日平均降水累積降水以山地最多、山坡次之、平地最

少，振幅的大小順序亦如上述，各高度分區均以 6月雨量較多，以半月降雨量比

較，南部地區降水主要為 5月下半與 6月上半，降水時間集中在午後，各地理分

區無明顯差異，6下半除了午後時段外，南部降雨大幅減少，亦顯示出接近夏季

之午後對流型態。CReSS 模式結果顯示，圖 6-11 為 CReSS 模式在 2006 年梅雨季

南部地理分區之結果，圖 6-12 則為該雨季各半月之結果。整體而言與 WRF 模式

結果相似，除了 6月上半 CReSS 模式的結果在黃昏至清晨仍有相當的降水量之

外，其他部分的結果皆與過去文獻的觀點符合。

6.4 東部地區

6.4.1 空間分布與日夜變化

文獻資料顯示，台灣東部地區之梅雨季，常有不甚顯著的累積降水中心出現

在中央山脈北端、花蓮中部山坡、以及台東沿岸一帶(陳 2004)。由 WRF 模式結

23

果顯示，東部降水相較於中部與南部這些區域明顯較弱，2006 年因為颱風路徑

的關係，在 5月下半對東部帶來較多的降水以及 6月上半亦有明顯降水，日夜變

化方面，東部降水多以日間至黃昏時段較多。CReSS 模式的結果與 WRF 模式相仿。


圖 6-13 為 WRF 模式在 2006 年梅雨季南部地理分區之結果，圖 6-14 則為該

雨季各半月之結果。東部地區平日雨量以山地最多，山坡與平地較少，降雨量日

夜變化振幅則亦以山地最大、山胚次之、平地最小。每半月的結果顯示，各分區

均由 5月中置 6月中較為多雨，5月下半平地與山坡在上半夜之降水為一主高

峰，可能一部份的關係與颱風在夜間所帶來的降水所致(高峰 CReSS 較明顯；圖

6-15)。

6.5 討論與小結

在各地理分區不同高度之平均日夜變化特徵上，在各高度分區之日累積雨量

與降水日夜變化震幅方面，北部隨高度越高，中午至午後時段雨量越大，其餘時

段則各高度分區無明顯差別，因次日雨量與日夜變化振幅均以山地最大、山坡次

之、平地最小，中部地區午後降雨以山坡最大、山地次之、平地最小，中部地區

午後降雨以山坡以及山地都不相上下此項特徵與北部不同，南部雨量以山坡最

多、山坡次之，平地最少，東部則山地雨量最多，山坡雨平地較少，振幅亦以山

地最大。若與全台平均相較，其顯示不同高度之總雨量差異不大。比較 5月至 6

月的變化，北部變化不大僅 6月雨量稍多，中部亦以 6月份雨量較多，特別在午

後，與過去觀測一致。至於南部地區，模式特徵與觀測都有諸多相似處，5月至

6月，平地與山區降水均顯著上升，6月平地除外，各高度降水在午後達最大且

在 6月上半雨量快速增加，以平地最顯著，平地 6月的降水高峰有向午前移動的

趨勢。顯示模式在對於定性上的特徵均有不錯掌握程度而 CReSS 在降水極值方面

能有缺陷(過大)，東部地區 5月下半的降水相較於過去資料較多可能與當年颱風

(珍珠)帶來的額外降雨有關，其餘時段接與觀測相若。

24

第七章結論

本研究整理與回顧許多有關台灣梅雨季降水分佈的空間與日夜變化特徵之

研究與文獻，顯示台灣梅雨季降水的特性，在不同的區域、或平地與山區均不盡

相同而有所差異。因此本研究及利用這些文獻之研究結果，定性評估 WRF 模式雨

CReSS 模式在 2006 年梅雨季期間預報的結果，求取空間分布與日夜變化特徵，

且包括北、中、南、冬等不同分區與不同高度之變化特徵，並與前述相關的錢就

結果相比要，已對模式預報之能力進行定性的比較。

本研究針對 WRF 模式與 CReSS 模式的評估項目，包含(1)降雨在台灣地區的

空間分布，(2)降雨在台灣地區的平均日夜變化(3)雨量隨高度分區之變化及(4)

降雨在台灣各地理分區的空間分布與日夜變化之差異，包括不同分區隨高度變化

之差異。

由模式空間分布的比較結果，整體而言台灣陸上 2個極值降水區:西南部高

屏地區、中部中投迎風面地區。極區的出現與觀測相符亦與過去的文獻中觀測所

見的結果相距不遠，僅 CRESS 模式降水強度略高於觀測值，而 WRF 模式在 5月中

部的降水特徵較不顯著。在季節的轉換方面，WRF 模式與 CReSS 模式掌握的程度

也相當不錯。

在全台台各高度的日夜變化方面之結果，模式所有高度分區均具有日夜變化

的特徵，降雨在午後達到最大而在午夜至清晨最小，且高度越高日夜變化越顯著

這些特徵在兩者模式結果皆相似，表示不論 WRF 模式或是 CReSS 模式其模擬的結

果與過去相關的資料皆相距不遠，在定性上有不錯的掌握。

在地理分區的分析上，在各地理分區不同高度之平均日夜變化特徵上，在各

高度分區之日累積雨量與降水日夜變化震幅方面，北部隨高度越高，中午至午後

時段雨量越大，其餘時段則各高度分區無明顯差別，因次日雨量與日夜變化振幅

均以山地最大、山坡次之、平地最小，中部地區午後降雨以山坡最大、山地次之、

平地最小，中部地區午後降雨以山坡以及山地都不相上下此項特徵與北部不同，

南部雨量以山坡最多、山坡次之，平地最少，東部則山地雨量最多，山坡雨平地

25

較少，振幅亦以山地最大。若與全台平均相較，其顯示不同高度之總雨量差異不

大。

26

參考文獻

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28

圖 1

29

圖 2

30

圖 3

31

圖 4

32

圖 1-5

34

圖 2-1 中央氣象局針對 2006 年之中度颱風(珍珠)所發布之警報概況圖。

圖 2-2 本研究模式之地形高度分佈圖 2-3 本研究模式之分區方式(北、 (m，色階) 中、南、東)

36

(a) (b)

(c)

圖 3-1

WRF 模式梅雨期在台灣地區 24-h 平均累積降雨量(mm，色階)之空間分佈。時間

為 2006 年(a)5-6 月，(b)5 月及(c)6 月

37

(a) (b)

(c) (d)

圖 3-2 同圖 3-1，WRF 模式 (a)5 月上半(1-15 日)，(b) 5 月下半(16-31 日)，

(c)6 月上半(1-15 日) ，(d)6 月下半(16-30 日) 進行平均之時間為 2006 年。

38

(a) (b) (c) 圖 3-2.1

觀測資料在梅雨期在台灣地區 24-h 平均累積降雨量(mm，色階)之空間分佈。時

間為 2006 年(a)5-6 月，(b)5 月及(c)6 月。

39

(a) (b) (c) (d) 圖 3-2.2 觀測資料

(a)5 月上半(1-15 日) ，(b)5 月下半(16-31 日)


40

(a) (b)

(c)

圖 3-3

CRESS 模式在梅雨期在台灣地區 24-h 平均累積降雨量(mm，色階)之空間分佈。

時間為 2006 年(a)5-6 月，(b)5 月及(c)6 月。

41

(a) (b)

(c) (d)

圖 3-4 CRESS 模式 (a)5 月上半(1-15 日) ，(b)5 月下半(16-31 日)

(c)6 月上半(1-15 日) ，(d)6 月下半(16-30 日) 進行平均之時間為 2006 年

42

(a) (b) (c)

(d) (e) (f)

(g) (h)

圖 4-1

WRF 模式梅雨季在台灣地區每 3h之平均累積雨量(mm，色階)分佈。時間為 2006

年 5月，依序由(a)1200-1500UTC 至(d)2100-0000UTC，以及由(e)0000-0300UTC

至(h)0900-1200UTC。

43

(a) (b) (c)

(c) (d) (e)

(f) (g)

圖 4-2

同圖 4-1 WRF 模式梅雨季在台灣地區每 3h之平均累積雨量(mm，色階)分佈。時

間為 2006 年 6月。

44

(a) (b) (c)

(d) (e) (f)

(g) (h)

圖 4-3


間為 2006 年 5月上半(1-15 日)。

45

(a) (b) (c)

(d) (e) (f)

(g) (h)

圖 4-4


間為 2006 年 5月下半(16-31 日)。

46

(a) (b) (c)

(d) (e) (f)

(g) (h)

圖 4-5


間為 2006 年 6月上半(1-15 日)。

47

(a) (b) (c)

(d) (e) (f)

(g) (h)

圖 4-6


間為 2006 年 6月下半(16-30 日)。

48

(a) (b) (c)

(d) (e) (f)

(g) (h)

圖 4-7

同圖 4-1CReSS 模式梅雨季在台灣地區每 3h之平均累積雨量(mm，色階)分佈。時

間為 2006 年 5月。

49

(a) (b) (c)

(d) (e) (f)

(g) (h)

圖 4-8

同圖 4-1 CReSS 模式梅雨季在台灣地區每 3h 之平均累積雨量(mm，色階)分佈。

時間為 2006 年 6月。

50

(a) (b) (c)

(d) (e) (f)

(g) (h)

圖 4-9


時間為 2006 年 5月上半(1-15 日)。

51

(a) (b) (c)

(d) (e) (f)

(g) (h)

圖 4-10


時間為 2006 年 5月下半(16-31 日)。

52

(a) (b) (c)

(d) (e) (f)

(g) (h)

圖 4-11


時間為 2006 年 6月上半(1-15 日)。

53

(a) (b) (c)

(d) (e) (f)

(g) (h)

圖 4-12


時間為 2006 年 6月下半(16-30 日)。

54

圖 5-1

WRF 模式在梅雨季台灣不同高度分區每 3h平均累積雨量之日夜變化。進行平均

時間為 2006 年。

55

圖 5-2

WRF 模式不同高度地形分區

5月上半(1-15 日) ，5月下半(16-31 日)

6 月上半(1-15 日) ，6月下半(16-30 日) 進行平均之時間為 2006 年。

56

圖 5-3

CReSS 模式在梅雨季台灣不同高度分區每 3h平均累積雨量之日夜變化。進行平

均時間為 2006 年。

57

圖 5-4

CRSS 模式不同高度地形分區

5月上半(1-15 日) ，5月下半(16-31 日)


58

(a)

(b)

圖 6-1

WRF 模式在梅雨季台灣北部地區不同地形高度分區(<250 m、250-1000m、>1000m)

每 3h 平均累積雨量之日夜變化。進行平均時間為 2006 年 (a)5 月 (b)6 月。

59

(a) (b)

(c) (d)

圖 6-2

同圖 6-1 WRF 模式北部地區不同高度地形分區

(a)5 月上半(1-15 日) ，(b)5 月下半(16-31 日)

(c)6 月上半(1-15 日) ，(c)6 月下半(16-30 日) 進行平均之時間為 2006 年

60

(a)

(b)

圖 6-3

CReSS 模式在梅雨季台灣北部地區不同地形高度分區每 3h平均累積雨量之日夜

變化。進行平均時間為 2006 年。(a)5 月 (b)6 月

61

(a) (b)

(c) (d)

圖 6-4

CRSS 模式北部地區不同高度地形分區

(a)5 月上半(1-15 日) ，(b)5 月下半(16-31 日)


62

(a)

(b)

圖 6-5

CReSS 模式在梅雨季台灣中部地區不同地形高度分區每 3h平均累積雨量之日夜

變化。進行平均時間為 2006 年。

63

(a) (b)

(c) (d)

圖 6-6

CRSS 模式中部地區不同高度地形分區

(a)5 月上半(1-15 日) ，(b)5 月下半(16-31 日)


64

(a)

(b)

圖 6-7

CReSS 模式在梅雨季台灣中部地區不同地形高度分區每 3h平均累積雨量之日夜


65

(a) (b)

(c) (d)

圖 6-8

CRSS 模式中部地區不同高度地形分區

5月上半(1-15 日) ，5月下半(16-31 日)


66

(a)

(b)

圖 6-9

WRF 模式在梅雨季台灣南部地區不同地形高度分區每 3h平均累積雨量之日夜變

化。進行平均時間為 2006 年。

67

(a) (b)

(c) (d)

圖 6-10

WRF 模式南部地區不同高度地形分區

5月上半(1-15 日) ，5月下半(16-31 日)


68

(a

(b)

圖 6-11

CReSS 模式在梅雨季台灣南部地區不同地形高度分區每 3h平均累積雨量之日夜


69

(a (b

(c (d

圖 6-12

CRSS 模式南部地區不同高度地形分區

5月上半(1-15 日) ，5月下半(16-31 日)


70

(a)

(b)

圖 6-13

WRF 模式在梅雨季台灣東部地區不同地形高度分區每 3h平均累積雨量之日夜變

化。進行平均時間為 2006 年。

71

(a) (b)

(c) (d)

圖 6-14

WRF 模式東部地區不同高度地形分區

5月上半(1-15 日) ，5月下半(16-31 日)


72

(a)

(b)

圖 6-15

CReSS 模式在梅雨季台灣東部地區不同地形高度分區每 3h平均累積雨量之日夜


73

(a) (b)

(c) (d)

圖 6-16

CRSS 模式東部地區不同高度地形分區

5月上半(1-15 日) ，5月下半(16-31 日)


台灣梅雨季中尺度模式定量降水預報時空分佈...

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