徐行颱风转多雨

2020-07-09  阅读 579 次

颱风是极具破坏性的自然灾害之一,对于台湾既会造成民生经济的损失,同时也提供宝贵的水资源。但近年来频繁的极端降水事件,已被政府重视,并且是气象学家们急于研究,甚至预报的科学议题。

我们统计过去 52 年台湾 21 个雨量站的逐时降雨资料,探讨由太平洋向西行的颱风,在颱风中心通过台湾陆地期间的降雨特性。我们发现降雨受地形的影响最大,同时当颱风的移速越慢、停留时间越长,会导致极端降雨与累积降雨量越大(图一),和颱风强度没有显着地相关性(图二)。

徐行颱风转多雨

图一 颱风侵台时间与降雨量的关係图。实心圆圈代表颱风登陆台湾位置偏北、空心圆圈代表颱风登陆台湾位置偏南,图中显示颱风侵台的时间越长、登陆期间在台湾地形上的总降雨量也会越多,两者有极佳的正相关性。

徐行颱风转多雨

图二 最强前5%极端降雨强度之颱风个案的降雨量与颱风移行速度、强度(最强风速)的关係。图中包含过去51年(1960-2010)西行颱风资料,圆圈大小代表降雨量多寡,黑实、灰实与空心点代表由近而远不同时期的17年雨量值,豪雨值以颜色强调,纵轴为颱风强度,横轴为登陆期间之颱风移速。图中显示移速慢才是颱风累积降雨量大的主要因素,强度强的颱风累积雨量不一定特别多,近17年颱风雨量显着增加。

此外,移速较慢的颱风大部分由东海岸的北边登陆,而较快的颱风大部分由南边登陆(图三)。分析登陸前 12 小时到离陸后 12 小时颱风平均移速变化,随着颱风靠近地形,登陆前速度慢的颱风在登陆台湾后,移速会变得更慢(图四)。

这是因为这类北边登陆且移速缓慢的颱风,其环流会在中央山脉南侧地形上产生对流性降雨,这样的降雨现象可以产生不对称地位涡趋势,进一步导致颱风移速减慢,从而产生更多降雨,是一个正回馈机制。换句话说,北边登陆且移速慢的颱风,受地形影响造成累积降雨越大,而地形锁定之不对称降雨越多,将使得颱风走得更慢、降雨时间延长。

此外,过去 52 年的颱风降雨的变化,颱风降雨强度从平均 128.8 mm hr-1 (1960-1985年)变为 130.4 mm hr-1 (1986-2011年),没有明显的年代际变化。因此颱风登陆台湾后,累积降雨由颱风停留时间长短主宰,而伴随着地形锁定之对流降雨,可以改变颱风涡度结构,进而影响颱风移速。换句话说,颱风登陆台湾期间之强降雨事件的气候变迁讯号,可能会因为地形效应而被掩盖。

徐行颱风转多雨

图三 左图以台湾东岸中间点北纬23.5度将颱风分为南(下)北(上)路径,右图进一步统计登陆移速大(小)于一个标準差之个案,以红(绿)色代表快(慢)群组,圆饼图数字代表颱风数目。图显示移速较慢(较快)的颱风容易发生在北(南)边登陆区。

徐行颱风转多雨

图四 登陆前后颱风移行速度变化,红(绿)色为大(小)于一个标準差之快(慢)移速群组,黑色线分别为一个标準差内北边与南边登陆群组的移速变化,蓝色线为雨量大于1000 mm群组的颱风移速。个案数目位于右图标上。绿色与蓝色线为图的重点,移速慢或豪雨群组的颱风,登陆后移速更慢,产生更多豪雨。

更多本文相关研究,可参考自然科学通讯期刊「气候变迁─台湾颱风豪雨解谜」


参考文献

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