龙王台风雷达推估降雨结果及CASC2D与FLO课件.ppt

1、2009/03/19CASC2D敏感度分析都卜勒雷達雙偏極化雷達流量WRF模擬網格大小9kmWRF模擬網格大小3km流量分析第二部份第一部份雨量站雷達估計降水-KDP-R ZH-R(300)ZDR-RDSD-RZh-R(Steiner)雨量內插-距離平方反比權重徐昇式多邊形法集水區面積為623平方公里，土壤以壤土為主，山區多為闊葉林及混合林為主。數值高程資料（DTM）為農林航測所製作，網格解析度為40公尺，本研究將資料內插到網格解析度為200公尺。04,7009,40014,10018,800Kilometers05001000150020002500300035004000450050000

2、9/15/00 09/15/12 09/16/00 09/16/12 09/17/00 09/17/12 09/18/00 09/18/12 09/19/00 09/19/12 09/20/00discharge(m3/hr)discharge(m3/hr)time(mmddhh)time(mmddhh)敏感度分析- -水力傳導係數OBS0 (cm/hr)0.23 (cm/hr)0.34 (cm/hr) 0.45 (cm/hr)0500100015002000250030003500400009/15/00 09/15/12 09/16/00 09/16/12 09/17/00 09/17/1

3、2 09/18/00 09/18/12 09/19/00 09/19/12 09/20/00discharge(m3/hr)discharge(m3/hr)time(mmddhh)time(mmddhh)敏感度分析- -溼潤毛管壓力OBS0 (cm) 8.89 (cm)20 (cm)0500100015002000250030003500400009-15-0009-16-0009-17-0009-18-0009-19-0009-20-00discharge(m3/hr)discharge(m3/hr)time(mmddhh)time(mmddhh)敏感度分析- -初始水深OBS0(mm)0.

4、000001 (mm)0.000002 (mm)0500100015002000250030003500400009/15/00 09/15/12 09/16/00 09/16/12 09/17/00 09/17/12 09/18/00 09/18/12 09/19/00 09/19/12 09/20/00discharge(m3/hr)discharge(m3/hr)time(mmddhh)time(mmddhh)敏感度分析- -截流OBS0 (mm)5 (mm)10 (mm)第一部份初始場資料： NCEP-FNL資料(網格大小：1*1 )模式設定： 項目參數模擬四層 水平網格間距81km、

5、27km、9km、3km網格點數100*70、112*85、97*82、85*67積分時間243s、81s、27s、9s垂直分層30層- level模擬時間36小時邊界層參數法YSU邊界層方法雲微物理參數法Lin et al.(1983)積雲參數法Grell-Devenyi(2002)摘至中央氣象局網站http:/www.cwb.gov.tw/士杰學長的模擬結果自己的模擬結果010002000300040005000600009/30/1210/01/0010/01/1210/02/0010/02/1210/03/0010/03/1210/04/00discharge(m3/hr)discha

6、rge(m3/hr)time(mmddhh)time(mmddhh)WRFWRF流量比較圖obsWRF-9kmWRF-3km第二部份0102030405060708015日12:00 16日00:00 16日12:00 17日00:00 17日12:00 18日00:00 18日12:00 19日00:00 19日12:00 20日00:00Rain rate(mm/hr)Time(ddhh)霞雲雨量比較圖obs雷達推估降水 未修正雷達推估降水 已修正0102030405060708015日12:00 16日00:00 16日12:00 17日00:00 17日12:00 18日00:00 1

7、8日12:00 19日00:00 19日12:00 20日00:00Rain rate(mm/hr)Time(ddhh)Time(ddhh)高義雨量比較圖obs雷達推估降水 未修正雷達推估降水 已修正0102030405060708015日12:00 16日00:00 16日12:00 17日00:00 17日12:00 18日00:00 18日12:00 19日00:00 19日12:00 20日00:00Rain rate(mm/hr)Time(ddhh)Time(ddhh)玉峰雨量比較圖obs雷達推估降水 未修正雷達推估降水 已修正01020304050607015日12:00 16日0

8、0:00 16日12:00 17日00:00 17日12:00 18日00:00 18日12:00 19日00:00 19日12:00 20日00:00Rain rate(mm/hr)Time(ddhh)秀巒雨量比較圖obs雷達推估降水 未修正雷達推估降水 已修正05001000150020002500300035004000450015日 12:00 16日 0:00 16日 12:00 17日 0:00 17日 12:00 18日 0:00 18日 12:00 19日 0:00 19日 12:00 20日 0:00Discharge(m3/s) )Time(ddhh)霞雲流量比較圖obs雨

9、量站搭配距離平方反比雷達推估降水 未修正雷達推估降水 已修正05001000150020002500300035004000450015日 12:0016日 0:0016日 12:0017日 0:0017日 12:0018日 0:0018日 12:0019日 0:0019日 12:00Discharge(m3/s)Time(ddhh)高義流量比較圖obs雨量站搭配距離平方反比法雷達推估降水 未修正雷達推估降水 已修正05001000150020002500300035004000450015日 12:00 16日 0:00 16日 12:00 17日 0:00 17日 12:00 18日 0:

10、00 18日 12:00 19日 0:00 19日 12:00 20日 0:00Discharge(m3/s) )Time(ddhh)玉峰流量比較圖obs雨量站搭配距離平方反比法雷達推估降水 未修正雷達推估降水 已修正05001000150020002500300035004000450015日 12:00 16日 0:00 16日 12:00 17日 0:00 17日 12:00 18日 0:00 18日 12:00 19日 0:00 19日 12:00 20日 0:00Discharge(m3/s) )Time(ddhh)秀巒流量比較圖obs雨量站搭配距離平方反比法雷達推估降水 未修正雷達

11、推估降水 已修正第二部份0.0010.0020.0030.0040.0050.0060.0070.000100200300400500600rain rate(mm/hr)rain rate(mm/hr)資料筆數每六分鐘一筆的雷達推估降雨比較圖KDP-RZH-RZDR-RDSD-R0510152025300200400600800100012001400160009/30/1210/01/0010/01/1210/02/0010/02/1210/03/0010/03/1210/04/00DISCHARGE(m3/hr)DISCHARGE(m3/hr)time(mmddhh)time(mmddh

12、h)徐昇式法於不同模式的比較rain rateobsFLO-THEICASC-THEICASC-THEI(Avg.)Rain rate(mm/hr)05101520253009/30/1210/01/0010/01/1210/02/0010/02/1210/03/0010/03/1210/04/00rain(mm/hr)rain(mm/hr)TIME(mmddhh)TIME(mmddhh)KDPKDP推估雨量與觀測雨量比較圖OBSKDP020040060080010001200140016001800200009/30/1210/01/0010/01/1210/02/0010/02/1210/

13、03/0010/03/1210/04/00DISCHARGE(m3/hr)DISCHARGE(m3/hr)time(mmddhh)time(mmddhh)KDPKDP雷達估計降雨於不同模式比較obsFLO-KDPCASC-KDPCASC-KDP(AVG.RAIN)05101520253009/30/1210/01/0010/01/1210/02/0010/02/1210/03/0010/03/1210/04/00rain(mm/hr)rain(mm/hr)TIME(mmddhh)TIME(mmddhh)DSDDSD推估降雨與觀測雨量比較圖OBSDSD0200400600800100012001

14、40016001800200009/30/1210/01/0010/01/1210/02/0010/02/1210/03/0010/03/1210/04/00DISCHARGE(m3/hr)DISCHARGE(m3/hr)time(mmddhh)time(mmddhh)DSDDSD雷達估計降雨於不同模式的比較obsFLO-DSDCASC-DSDCASC-DSD(Avg. rain)05101520253035404509/30/1210/01/0010/01/1210/02/0010/02/1210/03/0010/03/1210/04/00rain(mm/hr)rain(mm/hr)TIME

15、(mmddhh)TIME(mmddhh)ZH(300)ZH(300)推估降水與觀測雨量比較圖OBSZH(300)0500100015002000250030003500400009/30/1210/01/0010/01/1210/02/0010/02/1210/03/0010/03/1210/04/00DISCHARGE(m3/hr)DISCHARGE(m3/hr)time(mmddhh)time(mmddhh)ZH(300)ZH(300)雷達估計降雨於不同模式的比較obsFLO-ZH(300)CASC-ZH(300)CASC-ZH(300)(Avg. rain)010203040506070

16、09/30/1210/01/0010/01/1210/02/0010/02/1210/03/0010/03/1210/04/00rain(mm/hr)rain(mm/hr)TIME(mmddhh)TIME(mmddhh)ZDRZDR推估降水與觀測雨量比較圖OBSZDR01000200030004000500060007000800009/30/1210/01/0010/01/1210/02/0010/02/1210/03/0010/03/1210/04/00discharge(m3/hr)discharge(m3/hr)time(mmddhh)time(mmddhh)ZDRZDR雷達估計降雨於

17、不同模式比較obsFLO-ZDRCASC-ZDRCASC-ZDR(Avg. rain)010203040506009/30/1210/01/0010/01/1210/02/0010/02/1210/03/0010/03/1210/04/00rain(mm/hr)rain(mm/hr)TIME(mmddhh)TIME(mmddhh)Z-R(s)Z-R(s)推估降水與觀測雨量比較圖OBSZ-R(S)0500100015002000250030003500400009/30/1210/01/0010/01/1210/02/0010/02/1210/03/0010/03/1210/04/00DISCH

18、ARGE(m3/hr)DISCHARGE(m3/hr)time(mmddhh)time(mmddhh)ZH(S)ZH(S)雷達估計降雨於不同模式的比較obsFLO-ZH(S)CASC-ZH(S)CASC-ZH(S)(Avg. rain)IDWTheissenKDP-RZH(300)-RZDR-RDSD-RZH(S)-RCASC-2D0.83 0.9260.85891.67 4.22 0.88 2.81 CASC-2D(AVG.)0.80 0.87 1.60 3.97 0.91 3.03 FLO-2D0.77 0.82 1.46 6.01 0.86 2.81 IDWTheissenKDP-RZH

19、(300)-RZDR-RDSD-RZH(S)-RCASC-2D0.39 0.1330.23603-10.70 -78.38 0.04 -31.88 CASC-2D(AVG.)0.680.22 -7.02 -64.09 -0.11 -31.76 FLO-2D0.52 -7.60 -80.23 0.21 -31.88 0.52 Z-R relationship(張偉裕2002、 Javier et al.,2007)層狀降水a=302.6、b=1.28對流降水a=268.9、b=1.34B=3.77對流層狀判斷:Steiner法(Steiner et al.1995)bxtBaZxtR,KDP-R

20、 relationship 垂直相位差水平相位差 -DPdrdKdpDP2183. 06 .34DPKR r1r2) 1(rDP)2(rDP距離平方反比D1D2D3D4雨量站3雨量站1雨量站2雨量站4內插點徐昇式雨量站1雨量站2雨量站3Hf 溼潤邊緣壓力 wetdrySteiner法(Steiner,1995)網格降水資料點對流降水中心對流降水層狀降水ZMBRZgZMBRZg判斷位置位於對流中心影響半徑內位於對流中心影響半徑外Zg : 網格回波強度（dBZ）MBR:平均背景回波強度（Mean Background Reflectivity) (dBZ)43.42 ,043.420 ,180/1

21、00,102ggggZZZZz取自Steiner et al.，1995bDRHDRHZAZZRR)(),(95. 0A=3*10-3 B=1.22(Zrnic et al .,1999)03)()(6eqeqeqdDDVDNDR67. 0778. 3)(eqeqDDV) 167. 3(10121. 7)167. 3(03NR(In ms-1 for Deq in mm)(Doviak and Zrnic, 1993)：斜率：散佈形狀因子N0：常數DeDPmmDKNZDDDHHmaxmin2226220141916(Brandes et al. , 2002)VVHHDRZZZlog10203

22、65. 0735. 0935. 1RMSE(root mean square error)Qis為第i筆模擬流量值(m3/hr)、Qio為第i筆觀測流量值(m3/hr)、N為觀測資料與模擬資料之個數。RMSE 值越小代表模擬流量結果越好。121NQQQRMSENtioioisEFFIC（efficiency coefficient）(Kirkby et al. 1987)Qio為第i筆資料的觀測流量(m3/s)Qis為第i筆資料的模擬流量(m3/s) 為觀測值的平均流量(m3/s)，n為觀測資料與模擬資料之個數EFFIC等於1則表示模擬值與觀測值完全符合，若等於0表示模擬結果有達到觀測流量平均值的水準，所以效係數值越接近1模擬結果越佳。%100222oeoEFFIC212niiooQQniisioeQQ122Q