台灣颱風雨不停

(本篇刊載於 農業世界雜誌, 第359期, 2013年7月)

郭鴻基、陳郁涵 臺大大氣科學系 
蘇世顥、徐理寰 臺灣颱風洪水研究中心
楊憶婷 新北市政府消防局

前言

颱風是自然界最具破壞力的天氣系統，也是臺灣最嚴重的天災之一，颱風對臺灣的影響在於: 

1. 颱風帶來的豪雨直接或間接地破壞經濟、交通建設、農業、社會安定、水利、土木建築及坡地等並造成災害。近 40 年來颱風所造成之平均年損失高達 174億元，約為國民生產毛額之0.33％。而莫拉克颱風造成的農業損失為 164 億 6,863萬元；其中農產損失 49 億3,203 萬元，農田損失 47 億7,487 萬元。
2. 「颱風假」或受影響的民生經濟活動，在颱風侵臺前乃至離臺後，可以對經濟面及社會面帶來重大衝擊。「颱風假」每日的經濟影響可以達上百億元。
3. 颱風豐沛的雨量為珍貴的水資源，缺少颱風的雨量，臺灣必然缺水乾旱。颱風氣象預報以及水文的應用，對臺灣減災作業及民生經濟活動十分重要；氣象預報的準確性與防災減災措施，過多的警報會產生「狼來了」效應，也影響人民對政府施政的信心。「防災準備」過與不及都會耗損經濟，合理的防災措施可以避免浪費社會資源。瞭解問題本質是解決問題的根本，本文介紹一些新的研究成果，討論臺灣颱風雨不停。
   

年代際變化

西北太平洋颱風平均強度有年際與年代際 (數十年的變化) 的變化，聖嬰與反聖嬰現象會影響強度年際變化，在聖嬰年因為颱風生成區域在中太平洋，所以颱風生成後，有較長時間於海上，因此平均強度較強；反而言之，反聖嬰年時期因颱風生成區接近亞洲大陸，生成後短時間就受到陸地影響，因此平均強度較弱。反聖嬰年颱風因為生成區靠近臺灣與華南， 所以反聖嬰年的秋天，臺灣及華南有較多颱風災害；由此也可知颱風災害不一定和颱風強度相關。除年際的變化外，西北太平洋的颱風路徑也有年代際的異動；例如過去一、二十年往臺灣的颱風數目約略增加，但是往南海方向的颱風數目則是減少；更早三、四十年前期間情況則是相反。

分析過去 51 年登陸颱風的靠近與離開臺灣 100 公里期間的總雨量 (依據一九六○至二○一一年 21 個氣象局站的時雨量資料)，在 84 個侵臺颱風中，表一是總降雨量最大的前十二名颱風；第一名是二○○九年八月初的莫拉克颱風，侵襲臺灣長達 64小時，長時間的豐沛降水，導致南部多處淹水災情，亦造成小林村全村被土石流所掩埋的悲劇 (圖1)。表一中的12 個颱風有 9 個是發生在二○○○年後，而且多是登陸在臺灣北邊。若把 51 年大致分為前後期各 25 年，則前期僅有 1 個颱風豪雨成災，後期則有 11 個颱風；颱風豪雨有明顯的年代際變化，最近十年臺灣颱風雨不停！

移速與路徑

豪雨成災發生的原因可以是降雨強度變大，也可以因為降雨時間變長。針對過去 51 年西行侵臺颱風的雨量進行分析，為極端降雨(前 5％ 降雨強度的降雨量) 與颱風登陸時移行速度及強度之間的統計關係。圖2. 顯示極端降雨量與颱風強度之間並沒有明顯關聯，但是颱風速度越慢，極端降雨的雨量也愈大。除了極端降雨外，我們發現颱風總雨量也和颱風強度沒有顯著相
關性，但是颱風降雨量與颱風侵臺時間的相關性高達 0.9 (圖3)。也就是說，颱風豪雨成災是因為雨不停，走的慢停的久。此外，我們以侵臺颱風移行速度的平均值加減一個標準差來分類颱風的快慢，我們發現，過去 50 年走得較慢的颱風大多從臺灣東岸的北部登陸，快的颱風則多從南部登陸，顯示臺灣地形會影響颱風的移行速度 (圖4)，這和表一大豪雨颱風多從北部登陸一致。徐理寰博士的最新研究發現豪雨和颱風移行速度的正回饋機制，走的慢颱風若登陸臺灣北部，受地形影響在中南部山區產生豪雨，而豪雨也會使颱風走得更慢，產生更多豪雨。

季風共伴

雨下不停除了要有大氣下雨機制外，更需要水氣持續補充。九、十月生成的颱風會與東北季風共伴、產生豪雨；如圖5. 顯示，颱風位於南方菲律賓呂宋島附近，與臺灣間尚有一段距離，但颱風環流與東北季風的輻合，會在臺灣東北部產生豪大雨。著名的例子如：二○一○年的梅姬颱風，豪雨重創蘇花公路；以及一九八七年十月二十五日的琳恩颱風，豪雨重創臺北市。在七、八月期間，西南季風的水氣源源不絕地輸送至臺灣地區，和位於臺灣北部海面的颱風環流共伴，為臺灣地區帶來豪雨。莫拉克颱風就是一個最好的例子，由於莫拉克颱風的慢行，季風與颱風環流共伴產生長時間降雨；西南季風也在臺灣南部地形上受到抬升作用，於南部山區山坡處產生豪雨。過去十年，如敏督利(2004)、海棠 (2005)、卡玫基(2008) 等颱風也與莫拉克颱風類似，是颱風與西南季風共伴的案例。莫拉克颱風是少數在颱風中心離開臺灣後(中心位於北部海面)，仍持續降雨、產生豪雨的颱風。

氣候變遷與颱風

颱風雨不停是否和全球暖化有關係？莫拉克颱風豪雨是否就是氣候變遷？我們應以科學的角度嚴謹的檢視其合理性，聯合國政府間氣候變遷委員會 (IPCC) 就認為：不應將特定單一個案歸因於全球暖化。由於大氣運動是非線性的， 若不界定暖化對颱風影響的科學理論，任何兩件事都可以宣稱有相關性，這樣的討論其實沒有意義。目前科學家理論是全球暖化空氣溫度增加會使水氣變多 (上升 1 度增加 7％ )，增加的水氣含量有可能導致颱風的強度變強，從而增加強降雨。理論的預期需要實際資料驗證。

依據過去 51 年資料，臺灣地區颱風雨量多寡和颱風強度沒有明顯關係，雨量和颱風臺灣停留時間成正比，走的慢的颱風，雨下的多；而西南季風的水氣輸送補給，以及颱風環流的中央山脈地形影響，是豪雨的成因。此外豪雨可以影響颱風移行速度，走的慢颱風若登陸臺灣北部，除了帶來豪雨，豪雨也會使颱風走得更慢，產生更多豪雨。最近 25 年大氣環流剛好有年代際改變，臺灣附近的颱風駛流，因為西南季風變強而速度變慢，在北部登陸駛流慢的颱風，由於豪雨使颱風移速變的更慢，使得臺灣颱風雨不停。西南季風變強的年代際變化，可能是受海溫年代際變化影響，和全球暖化情境熱帶環流變弱訊號完全不同。由於海水的比熱極大，且海水環流與內部的鹽環流的運動時
間可長達數十、數百、千年，海水溫度年代際變動和大氣暖化空氣溫度變化不是同一件事，目前氣候模式仍無法合理模擬年代際氣候變化。總而言之，臺灣颱風降雨的年代際變化與目前所知的雨不停機制和全球暖化理論並不相符。聯合國氣象組織 (WMO)專家小組二○一○年也同意目前颱風的觀測資料，並沒有顯示全球暖化有影響颱風的跡象。

結語

臺灣的颱風降雨有明顯年代際變化，和全球暖化沒有直接關係；慢行登陸北邊的弱颱風、季風的共伴往往是造成颱風雨不停之因素。改善數 10 公里小區域的定量降水預報，更長時間 48 小時與72 小時之路徑預報，以及數週到季節的颱風展望，是現在科學上的挑戰，期待未來颱風研究與預報的進步，能進一步降低災害的損失。