平流項各項貢獻

在颱風移動的動力過程中，平流項(VA)扮演重要的角色，我們將圖 5.8 的平流項拆成四小項來分析。如圖 5.9 所示，分別是平均流(駛流)造成的 擾動渦度平流V~ (VAm)，beta 效應 Vf v (V-beta)，擾動 流造成的平均相對渦度平流 V ^~ (VAe-m)，擾動流造成的非線性擾動 渦度平流V^ (VAt)。

VAm 項由於大尺度風場與擾動渦度場的相對分布，於渦度中心西北與東 南(東北與西南)有正(負)渦度趨勢，呈現四胞的分布(圖 5.9a,e)，於颱風 北邊有正渦度平流，有利颱風向西北移動。西北邊的正渦度趨勢是 VAm 項 對颱風向西北移動的主要貢獻，與較慢的個案相比，較快的個案有較遠與 較強的正渦度趨勢，使颱風速度較快(圖 5.9a,e)。

V-beta 項呈現東西分布，於颱風中心西邊有正渦度趨勢，東邊有負渦 度趨勢，對颱風向西北移動有正貢獻(圖 5.9b,f)。正渦度分布情形與 VAm 項類似，較快的個案比較慢的個案強，距離颱風中心也較遠，使速度較快。

比較圖 5.8 之平流項與圖 5.9 可知，平流項於渦度中心西北方的正渦度趨 勢(圖 5.8a,b)，主要是 VAm 與 V-beta 項的貢獻。在 VAm 與 V-beta 項中，

較快與較慢的個案西北有正渦度傾向(圖 5.9a,b,e,f)，東北有負渦度傾 向，有利颱風向西北移動。但與較快的個案相比，較慢的個案正渦度與負 渦度趨勢強度都比較快的個案微弱許多，且渦度中心與正渦度趨勢區的距 離較近。

VAe-m 項與 VAm 及 V-beta 項呈現反相位，分布上類似但正負相反，於 渦度中心西北與東南(東北與西南)有負(正)渦度趨勢，一樣為四胞的分布 (圖 5.9c,d)，在渦度中心西北側有負渦度傾向，東北側有正渦度傾向，抵 銷 VAm 和 V-beta 項的正貢獻，有減速的作用。較慢的個案(圖 5.9g)與較快 的個案(圖 5.9c)分布類似，但強度較弱。

VAt 項是四項當中的最小項。較快的個案(圖 5.9d)在渦度中心南側有 一負渦度區，負渦度區靠近渦度中心，可能減弱擾動的強度，可能是使快 颱風強度減弱的因素之一。較慢的個案(圖 5.9h)此項較小，強度小於

2。 10 11

3 ^ s^

VAm 項的四胞結構可由圖 5.10a 和 5.10b 發現，颱風中心位於季風槽 內，北邊有較強的東南向西北的駛流，使 VAm 項颱風西北(東北)邊有正(負) 渦度傾向，有正渦度平流，南側為季風槽下緣，有西向東的駛流，使 VAm 項颱風西南(東南)邊有負(正)渦度傾向，有負渦度平流，形成四胞結構。

但由於在大尺度風場上，較快的個案比較慢的個案呈現較強的向西北駛 流，使颱風中心西北方有強正渦度平流，造成 VAm 項強度比較慢的個案強(圖

5.10a,b)。此外，在快颱風與慢颱風的個案移動路徑上，均出現擾動渦度 波列(圖 5.10a,b)，較快的個案波長約為 2500 公里，較慢的個案約為 2000 公里，與平均值波長 2600 公里相比(圖 5.3b)，較快的個案仍小於平均值，

但由於較慢的個案波長明顯短很多，凸顯兩者的差異。較慢的個案擾動渦 度波長比較快的個案短，強度弱，代表擾動波列傳遞的速度較慢，使 VAm 項正渦度趨勢區離中心較近，顯示了 VAm 項差異的原因。除駛流強度差異 外，颱風強度亦是影響因素，與第四章快颱風強度較強的結果相似。此項 為平流項之最大項，是主導平流項的關鍵。

造成 VAe-m 項分布與 VAm 項相反的原因可由圖 5.10c,d 發現。圖 5.10c 與 5.10d 顯示擾動風場與平均流的渦度分布，擾動風場於颱風中心呈現氣 旋式環流，使颱風中心東南(西北)側有正(負)渦度平流，因此 VAe-m 項颱 風東南(西北)側有負渦度傾向，東北(西南)有正渦度傾向，呈現四胞分布 (圖 5.9c,g)。較快的個案(圖 5.10c)，在颱風中心東方，向北的擾動風場，

將大尺度正渦度中心大值區向北傳，使颱風東北方有正渦度平流，而西北 方有負渦度平流，與 VAm 渦度分布相反。在慢的個案中(圖 5.10d)，大尺度 正渦度中心強度比較快的個案強，但位置在颱風中心，擾動風場較平行大 尺度渦度場，渦度平流較弱。

整體而言，對颱風向西北前進，有正貢獻的是 VAm 項與 V-beta 項，VAe-m 項則扮演減速的角色。VAe-m 項在本研究中比其他研究大的原因，可能是在

颱風時期，大尺度環流和颱風強度均較強的關係，但仍小於 VAm 項與 V-beta 項的總和。與平流項總和的結果比較(圖 5.8a,b)，發現與 V-beta 項較為接 近，同為二胞結構的東南向西北分布，是因為 VAm 項渦度中心南邊的正渦 度與負渦度趨勢會與 VAe-m 項抵銷，使 VAm 與 V-beta 總和的二胞結構突顯 出來。由於 VAm 項與 V-beta 項是由大尺度環境風場產生的擾動渦度平流，

在颱風向西北移動的移行速度上，駛流扮演重要的角色。但 VAm 項與 V-beta 項亦與颱風本身的強度相關，較快的個案因為有較強的向西北的駛流與(或) 颱風強度較強，而移動較快，較慢則反之。雖然，大尺度環境場所造成的 擾動渦度平流是主導颱風移動方向與速度的主因，透過前面的結果顯示，

颱風強度可能影響 VAm 項，颱風所造成的β偏移與自身的不對稱熱力作用 對快颱風的移動均有貢獻。

第六章 結論與討論

颱風移行速度可能是造成台灣極端降雨事件的原因之一，但影響颱風 移動速度的機制，至今尚未有一致的結論。本文使用 JTWC1991-2010 年 20 年 7-9 月的西北太平洋颱風最佳路徑資料，透過二階段的篩選，排除北轉 (recurve)經過日本的颱風，以及颱風生成階段對速度的影響，選出經過 125

°-130°E 後 36 小時內，平均移行速度最快 10 個與最慢 10 個個案，進行分 析。

較快的個案大多生成於 140°E 以東，軌跡呈現東南向西北走向，大多 往南中國海、菲律賓一帶，生命史較長。較慢的個案大多生成在 140°E 以 西，軌跡則不規則，主要分為二類，第一類為生成在 140°E 以西往西北前 進，此類颱風影響台灣較多，生命史較短。第二類為生成在中太平洋附近，

生成位置偏北向西前進。較慢的個案較容易經過台灣，因為滯留時間長，

所以可能對台灣影響較大。

環境場駛流對移行速度的影響可從移行速度的變化上發現，較快的個 案大多從生成開始移行速度就很快，較慢的個案在一開始就很慢。除了環 境場駛流外，颱風本身強度產生的β偏移也會影響颱風移行速度(Holland 1983；Wu and Wang 2004；Emanuel et al. 2006)。颱風強度越弱(強)，

β偏移越不顯著(顯著)。統計結果顯示較慢的個案有 90%為非強颱，表示強 度對移行速度慢的颱風確實有影響。較快的個案並無明顯的差異。這樣的

結果可能與其生成位置相關。由於較慢(快)的個案大多生成在 140°E 以西 (東)，自生成後移行速度慢(快)，因此慢(快)颱風生成較西(東)邊時，在 通過 125°-130°E 區域前，有較短(長)的時間在海洋上，生命期較短(長)，

較沒有(有)機會發展成強颱(Wang and Chan 2002；Chan and Liu 2004；

Camargo and Sobel 2005)。

季內振盪亦為影響颱風移行速度的原因之一。颱風移行速度與東西風 相位關係顯示，無論是慢或快的個案，很少出現在東風相位，與前人的研 究結果一致(Gray 1979, Harr and Elsberry 1995, Holland 1995, Chan 2000, Elsberry 2004)。較快的個案多發生在西風相位時，背景場顯示因季風槽 向東延伸，季風合流區延伸至 140-160°E，可能使颱風生成位置向東延伸至 140°E 以東。大尺度風場強也有利颱風西行。較慢的個案則多發生在氣候平 均時期，颱風較易生成在 125-140°E 附近，風場提供駛流較弱，可能使颱 風移動較慢。

透過擾動渦度趨勢方程診斷，發現在四大項當中，平流項(VA)與輻散 項(VD)對颱風移動影響較為重要，垂直傳送(VW)與扭轉項(VC)是可忽略 的。VA 項，是影響慢颱風移行速度的關鍵。VD 項正渦度最大值僅在慢颱風 中心附近，表示輻散項主要在增強颱風強度，對慢颱風移動貢獻較少，與 前人研究西北太平洋綜觀尺度的波動結果相同(Lau and Lau 1992；Sobel and Bretherton 1999；Chan et al. 2002)。移動較快的颱風個案，VD 項

在颱風移動方向的右前方產生正渦度趨勢，反應了颱風的熱力不對稱結 構。這樣的不對稱分布可能導致熱帶氣旋路徑的顯著改變，熱帶氣旋中心 會傾向溫度高、濕度不穩定層的區域移動(Chen et al. 1997；Wu and Wang 2001)，對氣旋向西北移動有些貢獻。因此對於移動較快的個案來說，氣旋 的移動不完全是動力過程，熱力過程可能也有些影響。

將對颱風移動貢獻最大的 VA 項分成四小項來分析。VAm 項與 V-beta 項 是造成颱風移行速度差異的主因。較慢的個案於這兩項中，正渦度趨勢區 的強度比較快的個案弱，離渦度中心的距離也比較快的個案短，使得移行 速度較慢。其中 VAm 項為平流項之最大項，是主導平流項的關鍵。在擾動 渦度波長方面，較快的個案較接近氣候平均波長(2600 公里)，但較慢的個 案遠小於氣候平均波長，是造成差異的原因。由於駛流強度差異與颱風強 度的影響，使較慢的颱風在移動路徑上，擾動渦度強度比較快的個案弱，

波長短，代表擾動波列傳遞的速度較慢，使 VAm 項正渦度趨勢區有較短的 距離。VAe-m 項與 VAm 及 V-beta 項呈現反相位，分布上類似但正負相反，

抵銷 VAm 和 V-beta 項的正貢獻，有減速的作用。VAt 項是四項當中的最小 項。

由於 VAm 項與 V-beta 項是由大尺度環境風場產生的擾動渦度平流，在 颱風向西北移動的移行速度上，駛流扮演重要的角色。本研究結果顯示大 尺度環境場和颱風強度，可能是造成颱風移行速度差異的主因。颱風動力

與熱力過程均可能影響移動速度。大尺度環境提供的水氣與熱力條件，亦 可能影響颱風的強度與非絕熱加熱。大尺度熱力環境對於颱風熱力過程的 不對稱結構，與潛熱釋放對移行速度的間接影響，還有待使用高解析度模 式模擬來研究。

參考文獻

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