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天氣攻防戰—氣象雷達是這樣解讀水氣的

臺灣是典型的海島型氣候,在春雨後又緊接梅雨、颱風季,連續好幾個月,一下子大太陽、一下子颳風,或者是突發性的大雨,千變萬化的天氣令人招架不住。出門前最好先看一下中央氣象局的天氣預報,參考降雨機率來決定是不是要準備雨具!但是你知道嗎?除了天氣預報之外,想要確認前往地區有沒有下雨或是目前的降雨狀況,也能夠運用「氣象雷達回波圖」,讓你秒懂天公伯的喜怒哀樂,向淋成落湯雞的命運說掰掰!

看透天公伯的「氣象雷達回波」

氣象雷達回波圖是怎麼畫出來的?和衛星雲圖有什麼不同呢?其實,雷達回波是氣象雷達發射的電磁波,經由大氣中的降水粒子(例如雨、雪、冰雹等)所反射回來的訊號,氣象人員再根據接收到的訊號強度,繪製不同顏色後,就完成所謂的雷達回波圖,提供預報人員來進行天氣的解讀。

目前中央氣象局是將自身的S波段氣象雷達(五分山雷達為雙偏極化都卜勒氣象雷達,其餘都卜勒氣象雷達亦將陸續更新為雙偏極化)與C波段雙偏極化都卜勒雷達雷達(防災降雨雷達採用的)進行整合應用,結合各項氣象雷達的優點,不僅監測降雨回波的範圍能達460公里之遠,也能涵蓋0.5度到19.5度的觀測仰角,大幅提升觀測資料的精準度。像是雙偏極化雷達,能夠精細到連大氣中水滴的形狀都能偵測,而且利用都卜勒效應,雷達可以知道雲雨團中風的分布狀況,這些都能讓氣象預報人員快速掌握當下天氣的狀況與短時間內變化。

中央氣象局已於全臺建置四座氣象作業用的官方雷達站,分別位於臺北五分山、花蓮、墾丁和臺南七股,完全涵蓋臺灣各地。

中央氣象局雷達設置地點與有效範圍

如果你想要進一步瞭解雷達觀測原理,可以連結科普文章「聽見雨的聲音—雷達」喔(https://reurl.cc/l9Y65A)!

秒讀劇烈天氣的雷達回波圖

雷達回波圖不僅能夠用來判斷當下的降雨狀況,藉由這些圖片還可以幫助氣象預報人員分析颱風、梅雨鋒面、午後雷陣雨、冰雹、龍捲風等災害性天氣的強度、實際位置與移動變化,以便達到即時且精準的預警。現在就一起來看看不同劇烈天氣的雷達回波圖吧!

不同顏色的雷達回波圖可呈現回波的強弱,藉由雷達回波強度的變化,即可瞭解2016年莫蘭蒂颱風侵臺時各地區降雨強度的變化。

2016年莫蘭蒂颱風侵臺時的雷達回波圖

2007年4月17日晚間至18日凌晨的七股雷達回波圖,顯示有一「颮線」通過臺灣,在颮線前方觀測到「勾狀回波」,並搭配徑向風場圖整合分析,判斷可能為龍捲風發展的母雲。

2007年4月18日七股雷達回波圖顯示有「颮線」通過臺灣,並觀測到「勾狀回波」

秒看氣象雷達資料產品及應用

除了用來觀測大氣中的水氣畫出雷達回波圖,其實氣象雷達還可以產出其他產品,包括回波強度(dBZ)、都卜勒速度與頻譜寬,以輔助氣象預報人員對天氣系統的強弱變化做出最佳的判斷。

  • 雷達回波強度:用來表示降雨強度的變化。基本上,就是我們常見的雷達回波圖,偵測的範圍是以雷達為中心所觀察到的回波強度,共分為四個區段。

依照雷達回波的強度可以區分雨勢大小,當回波強度為15-20 dBZ有降雨的可能,20-30 dBZ有較小的雨勢,30-40 dBZ為中等雨勢,而超過45 dBZ以上為較強雨勢。

雷達回波強度與雨勢大小

雷達回波顏色表,顏色從淺藍、藍、綠、黃、紅到紫變化,若顏色越靠近橘紅或紫色表示回波越強,降雨強度越大。

雷達回波顏色說明

  • 都卜勒速度:是應用都卜勒效應的原理,偵測雷達所發射與接收降水回波反射的電磁波頻率變化,來計算這些水滴移近(或遠離)雷達的速度,而這就稱之為徑向速度或都卜勒速度。
  • 頻譜寬:是用來表示當下大氣中被掃描的水氣,不同大小水滴的速度偏離平均值的程度,簡單來說,就是指大氣中的亂流程度。

透過這三種基本產品圖,再加上其他專業如氣象、水文、顯示處理等相關演算法的處理後,就可以開發出更厲害的衍生產品,幫助我們提早應對突發的天氣!

話說到這裡,現在你知道了嗎?下次要出門前,除了觀看氣象預報,不妨也看一看雷達回波圖,讓你乾乾淨淨出門、清清爽爽回家!

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