6.1 控制實驗模擬結果
與前兩個個案相同，使用 CReSS 3.4.2 多 CPU 版本，模式設定 如表 2.2，模擬範圍如圖 2.1。如第二章所述(表 2.2)，由於莫拉克颱風 處於 ECMWF 熱帶觀測對流年期間，且此颱風為相當罕見的個案，因 此希望能利用更高解析度(0.25°)的再分析資料作為模式之初始及邊 界條件。模擬之初始資料為 EC-YOTE 再分析資料，模擬初始時間為 2009 年 8 月 3 日 0000 UTC，模擬時間為 192 小時，模式輸出頻率為 每 1 小時輸出一次，水平解析度為 2.5 km。本實驗代號為 MO1。
(1) 綜觀環境比對
圖 6.1 為 2009 年 8 月 5 日至 8 月 10 日之每日 0000 UTC，10m 高之風場和 50m 高之氣壓場，及相同時間之 ECYOTC 之 10m 高風 場和海平面氣壓場。8 月 5 日 0000 UTC 至 7 日 0000 UTC (圖 5.g,h,i)，
模式模擬結果顯示颱風處於增強階段，中心氣壓逐漸下降，風速也逐 漸增強，其中 6 日 0000 UTC(圖 5.1h)距颱風中心約 200km 已出現 30 m s-1以上的風速。8 月 8 日 0000 UTC 至 9 日 0000 UTC，(圖 5.1j,k)，
為颱風影響台灣最劇烈的時候，當中 8 日 0000 UTC 受颱風環流影響，
台灣海峽出現 30 m s-1至 35 m s-1的西北風。10 日 0000 UTC 時，颱 風已遠離台灣進入中國，台灣附近風場轉為西南風，風速為 10 m s-1 至 20 m s-1。將模擬結果與 EC YOTC 相同時間資料做比對，可以發 現從 8 月 5 日 0000 UTC 至 7 日 0000 UTC，即颱風侵襲台灣前之時 段，模式對於颱風的位置及風場的結構也模擬的相當不錯(圖 5.1a,b,c)，
唯模式模擬之颱風南半象限風速普遍較 EC YOTC 強約 5 m s-1左右。
8 月 8 日 0000 UTC 至 10 日 0000 UTC，即颱風登陸台灣後至離開台
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灣時期，模式模擬颱風之氣壓場與風場配置也與 EC YOTC 相當接近，
唯 9 日 0000 UTC 模擬之台灣東方附近之西南風比 EC YOTC 還強約 5 m s-1。整體而言，對於此個案綜觀環境的掌握大致上仍相當良好。
(2) 颱風路徑及強度比對
圖 6.2 為颱風莫拉克之 JTWC 最佳路徑與 CReSS 模擬之路徑。
在 8 月 4 日 0000 UTC 至 7 日 0000 UTC，颱風受太平洋高壓導引穩 定朝西或西北西方向前進，其中在 4 日 0000 UTC 至 6 日 1200 UTC，
模式模擬之颱風路徑較 JTWC 偏北，而從 8 月 7 日 0000 UTC 至 8 日 0000 UTC，模擬之颱風位置較 JTWC 偏南，而 8 月 8 日 1200 UTC 至 9 日 1800 UTC，模擬之颱風位置較 JTWC 偏東，不過大致上整個期 間模擬之颱風位置偏差不超過 100 km，因此整體而言模式對於颱風 路徑的掌握相當不錯。
颱風強度的部分，圖 6.3 顯示模擬和 JTWC 估計之颱風海平面 近中心最大風速和最低氣壓。在模擬時間 30 小時(8 月 4 日 1200 UTC) 之前，模擬之最大風速較 JTWC 大約 5 m s-1至 10 m s-1左右，之後至 114 小時(8 月 7 日 1800 UTC)期間模擬之最大風速與 JTWC 相當接 近。其中 72 小時(8 月 6 日 0000 UTC)至 108 小時(8 月 7 日 1200 UTC) 為觀測強度達到最強，模擬風速差異最大不超過 10 m s-1 。圖 5.3b 為 模擬結果和 JTWC 海平面最低氣壓，圖中顯示模擬之最低氣壓變化 趨勢也與 JTWC 相當接近，且模擬之氣壓達到最低的時間也與觀測 幾乎一致，為模擬之 96 小時，因此整體而言，模式模擬之颱風強度 變化趨勢與 JTWC 相當類似，可見模式對於颱風強度的掌握也相當 不錯。
(3) 雨帶結構及降雨比對
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與前兩個個案相同，使用 NRL 衛星之水氣微波頻道反演之雲頂 亮度溫度(Brightness Temperature)與模式輸出之 q3max(即雨水(qr)、雪 (qs)即軟雹(qg)之總混合比在垂直方向的最大值)做比對，來探討模式 對於雨帶結構掌握的情形如何。圖 6.4a 至 e 為衛星微波頻道所反演 之亮溫，圖 6.4f 至 j 為模式模擬之 q3max。圖 6.4a 為 8 月 5 日 0524 UTC 衛星反演之亮溫，圖 6.4f 為 8 月 5 日 0500 UTC 模式輸出之 q3max，觀測到強雨帶位於颱風西南側；而模擬的結果也可以看到類 似的螺旋主雨帶結構分布，唯模擬之雨帶較集中在西南側。圖 6.4b 為 8 月 6 日 0841 UTC 衛星微波頻道所反演之亮溫，圖 6.4g 為 8 月 6 日 0900 UTC 模式輸出之 q3max，觀測顯示颱風大部分的強雨帶集中在 中心南側，而模擬結果也有類似的分布與走向。圖 6.4c 為 8 月 7 日 1104 UTC 衛星微波頻道所反演之亮溫，圖 6.4h 為 8 月 7 日 1100 UTC 模式輸出之 q3max，觀測中颱風中心南側同樣有強雨帶，且有雨帶位 於台灣花東地區，而模擬的雨帶也有類似的分布，唯台灣東部的雨帶 沒有掌握到。圖 6.4d 為 8 月 8 日 1052 UTC 衛星微波頻道所反演之 亮溫，圖 6.4i 為 8 月 8 日 1100 UTC 模式輸出之 q3max。觀測顯示有 最強的雨帶正在影響台灣西南部陸地，模擬的雨帶也有類似的分布，
唯模擬中的雨帶位置較偏北，且強雨區延伸至 24°N。圖 6.4e 為 8 月 9 日 0317 UTC 衛星微波頻道所反演之亮溫，圖 6.4j 為 8 月 9 日 0300 UTC 模式輸出之 q3max。此時觀測中一條東西走向的強雨帶正在影 響嘉南地區，大約位於 23.5°N，而模擬結果並沒有掌握到，但模擬對 位在中國陸地上的雨帶有類似的位置與走向。整體而言，模式對於莫 拉克颱風之雨帶結構分布集中在南側的特性掌握得不錯。
在日累積降雨的部分，圖 6.5a,b,c 為 8 月 7 日至 8 月 9 日之日累 積雨量圖。與實際觀測雨量(圖 3.18a,b,c)比較發現，8 月 7 日模擬對
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於台灣東北部地區的降雨有掌握到，日累積雨量 300 mm 以上分布的 區域雨觀測相當接近，另外，由於 7 日模擬之颱風路徑較觀測偏南，
因此模擬對於南部的累積降雨極大值區較觀測偏南。8 日模擬對於台 灣西南部的降雨也有良好的掌握，且對於中部的降雨有高估的現象，
也出現 300mm 以上的雨量。8 月 9 日模擬對於中部降雨有較明顯低 估的情形，由於模擬中 9 日的路徑較 JTWC 偏東北，因此有些強降雨 落在海上。而 8 月 7 日至 9 日三日總累積降雨的比較顯示，模式的整 體雨量累積(圖 5.5d)，與觀測(圖 3.18d)分佈接近，但對中部有高估的 情形。
6.2 疊加氣候差異值之模擬結果
實驗設計如表 2.2。本敏感度實驗只將模擬的初始條件、側邊界 條件及海溫條件疊加 RCP4.5 及 RCP8.5 氣候差異值，其他設定保持 不變。其中疊加 RCP4.5 氣候差異值之實驗代號為 MO2，疊加 RCP8.5 氣候差異值之實驗代號為 MO3。
(1) 颱風路徑及強度比對
圖 6.6 為 MO1、MO2、MO3 之莫拉克颱風路徑圖。在 8 月 3 日 0000 UTC 至 7 日 0000 UTC 期間，颱風位於台灣東邊之海面上，
RCP4.5 及 RCP8.5 氣候差異值顯示該區域主要為西南風增強(圖 3.1b,c)。在這時期 MO2 及 MO3 之位置大致上較 MO1 稍為偏東及偏 北，所以此期間的路徑差異主要受氣候差異所影響，但三種情境之路 徑差異並不大，與前兩個個案結果類似。而 8 月 7 日 0000 UTC 至 9 日 0000 UTC，為颱風影響台灣最劇烈的時期，在 8 月 7 日 1200 UTC 時，颱風在台灣東部近海即將登陸台灣，MO2 及 MO3 的位置較 MO1
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偏西南。而從 8 月 8 日 0000 UTC 至 11 日 0000 UTC，颱風逐漸離開 台灣並進入中國，MO2 及 MO3 整體路徑較 MO1 偏西，此時受到東 風的氣候差異所影響(圖 3.5h,k)。整體而言，雖然未來情境下颱風路 徑雖然受到氣候差異影響有所偏移，但與現代情境相比較差異並不大，
氣候差異同樣對颱風路徑影響有限。
再來是颱風強度的部分，圖 6.7 為三種情境模擬的颱風最大風速 及最低氣壓，在最大風速部分，MO2 及 MO3 與 MO1 差別不大，風 速達最強的時間點三者相當接近，因此氣候差異對風速的影響有限；
而最低氣壓部分可以看到，MO2 與 MO3 的確受到氣候差異影響，氣 壓值普遍較 MO1 高，但差異最大不超過 10 hPa。因此整體而言氣候 差異對颱風強度影響也有限，與前兩個個案類似。
(2) 雨帶結構比對
利用模擬結果來比較 MO1、MO2 及 MO3 三者之雨帶結構分布。
圖 6.8 為 MO1、MO2 及 MO3 之模式輸出 q3max 及流線場。可以看 到在 8 月 6 日 0000 UTC 至 8 月 9 日 0000 UTC，MO2 及 MO3 距颱 風中心較外圍之弱雨帶同樣均較 MO1 減少，且 MO3 減少的程度更 劇烈；而原本位於中心南側附近之強雨帶，MO2 及 MO3 同樣顯示比 MO1 強度更強，且在 MO3 強度增強更多，因此 MO2 及 MO3 均顯 示颱風的降雨更往中心集中，降雨範圍縮小，但降雨更劇烈，與前兩 個個案相似。
(3) 降雨比對
圖 6.9 為 MO1、MO2、MO3、MO2 減 MO1 及 MO3 減 MO1 之 區域平均降雨強度(mm h-1)隨時間變化圖，區域分別為以颱風中心為 準半徑 500km、400km、300km 及 200km 範圍內。由圖 6.9a,b,c 可以 看到在 500km 及 400km 範圍內，從 8 月 3 日 0000 UTC 至 11 日 0000
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UTC，降雨強度並沒有明顯的變化，而 300km 及 200km 範圍內降雨 強度則因颱風強度達到巔峰，在 8 月 7 日 0000 UTC 降雨強度達到最 強，而在 8 月 8 日 0000 UTC，則因西南氣流作用下，降雨強度再次 達到高峰，而之後颱風逐漸遠離台灣進入中國，各半徑降雨強度均減 弱。而從 MO2 減 MO1 與 MO3 減 MO1 差異顯示，雖然不同半徑的 結果有些許不同，但仍注意到在 8 月 3 日 0000 UTC 至 0600 UTC 期 間，由於疊加正值的氣壓差異造成颱風減弱，因此各半徑降雨強度均 減弱，但之後的時段整體而言，500km 與 400km 範圍內降雨強度，
除了 MO2 的 500km 範圍內較 MO1 稍稍減弱外，其餘大致上較 MO1 稍稍增強，且 400km 與 300km 範圍內增強較明顯。在日累積雨量的 部分，表 6.1 為 8 月 3 日至 10 日，不同半徑範圍之區域平均日累積 雨量及 8 月 3 日至 10 日之七日區域平均日累積雨量。受氣候差異的 影響，MO2 與 MO3 之累積雨量在 300km 比 MO1 增加 1.7%至 6.9%，
在 400km 範圍內增加 0.4%，至 7.9%，大致上整體而言颱風雨量增加 同樣在較內層的部分。
圖 6.10 為 MO1、MO2 及 MO3 在 8 月 3 日 0000 UTC 至 8 月 7 日 0000 UTC 颱風四日平均日累積降雨分布圖。由於雨帶結構的不對 稱性，因此可以看到累積雨量最多的部分位於颱風中心西南側約 100km 至 300km 左右，從 MO2、MO3 與 MO1 差異可以看到颱風累 積雨量增加最明顯區域，MO2 與 MO3 皆位於中心西南側 100km 至 200km 處。而從 8 月 7 日 0000 UTC 至 11 日 0000 UTC 之四日平均累 積降雨顯示，颱風開始侵襲台灣後，由於受到台灣地形的影響，颱風 累積降雨最多的區域，MO2 與 MO3 皆位在約在中心偏南側 200km 至 400km 之間，而從 MO2 與 MO3 差異場可以看到，雨量增加最明 顯的區域，MO2 位在中心南側 250km 至 350km 之間且呈南北走向延
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伸，大致與台灣地形走勢吻合，且 MO3 受地形影響的訊號更明顯，
雨量明顯增加的區域位在中心南側 100km 至 400km 之間。整體而言，
MO2 與 MO3 在颱風中心西南側 100km 至 200km 降雨增加最明顯，
但 MO3 受地形影響的訊號較明顯，在中心南側 200km 至 400km 有 較明顯的南北走向的雨量增加區。
圖 6.13 為 MO1、MO2 減 MO1 及 MO3 減 MO1 之垂直環流分布 圖。圖中顯示 MO1(圖 6.13a)在距中心 200km、高度 2 到 8km 左右有 最大上升運動。而在 MO2 與 MO3 減 MO1 差異場發現，在距中心
圖 6.13 為 MO1、MO2 減 MO1 及 MO3 減 MO1 之垂直環流分布 圖。圖中顯示 MO1(圖 6.13a)在距中心 200km、高度 2 到 8km 左右有 最大上升運動。而在 MO2 與 MO3 減 MO1 差異場發現，在距中心