文獻回顧

颱風為台灣地區常見之跨尺度的劇烈天氣系統，西北太平洋每年 平均有27.8 個颱風生成，幾乎佔全球颱風生成數量的三分之一

(Yumoto and Matsuura 2001)，其中約有 4 個颱風登陸台灣，其環流所 伴隨之強風及豪雨往往對台灣地區造成相當嚴重的災情，山崩、土石 流及淹水等現象屢見不鮮，這些颱風所伴隨之天然災害嚴重影響台灣 居民的生命及財產安全，但颱風所伴隨的豪雨卻也是台灣所仰賴相當 重要的水資源之一。

根據中央氣象局的統計資料顯示，每年四月至十二月期間皆為颱 風可能侵台時期。其中Wang and Chen(2008)之研究結果顯示，七月 中旬至九月，颱風通過台灣之頻率增加，且這段期間的降雨約有40%

為颱風所造成。Chen et al.(2010)利用 1950-2002 年之資料進行氣候統 計研究也同樣指出，台灣地區7-9 月的平均降雨約有 47.5%為颱風所

Wu 2008; Huang and Wu 2011)，根據 Jian and Wu(2008)之研究指出，

由東台灣登陸之颱風，颱風環流與地形間的通道效應為影響颱風路徑 偏移的重要因素。此外，颱風路徑是否連續取決於環流與地形間之交 角、颱風強度及綜觀環境場的影響(Lin 1993)，地形亦可能影響颱風 的移動速度(Yeh and Elsberry 1993a, b; Wu 2001)，因此預報上有其難 度。此外，台灣地形對於颱風的影響不僅於路徑之偏移，亦會破壞颱 風本身的對稱結構及強度，加上中央山脈地勢陡峭，颱風環流所受到 的影響更是複雜，使侵台之颱風預報困難度倍增(Wu and Kuo 1999)。

隨著科技及電腦技術的快速發展，數值研究從過去至現今已有長 足的進步，Liu et al.(1997)成功的以 MM5(全名 The Fifth-generation Pennsylvansia State University-National Center for Atmospheric

Research Mesoscale Model)模式針對 Andrew(1992)颶風做出良好的數 值模擬，模擬之颶風路徑及強度皆與觀測相似，並能模擬颱風中心氣 壓劇烈增強的現象。Wu et al.(2002)同樣使用 MM5 模式對 Herb(1999) 颱風進行數值模擬研究，研究指出在模擬颱風之路徑與觀測颱風路徑 相似的情形下，較高解析度的模擬對於降雨的掌握較佳，並發現影響 降雨模擬的好壞，模式的解析度及地形的解析度扮演同等重要的角色。

隨著模式的發展及演進，現今各研究單位較常使用之中尺度數值模式 為WRF(Weather Research and Forecasting)數值模式，至今已有許多研

其機制能掌握(Hsiao et al. 2010)。近期許多研究針對模式中的降水物

理過程之相關參數進行個案測試，各研究指出不同的降水物理過程之 參數組合對於不同個案模擬的好壞有著顯著之影響(Chien et al. 2004;

簡等2006 ;洪等 2006;Tao et al. 2011)。周與黃(2010)使用 WRF 模式分 別針對其中4 種微物理過程及 4 種積雲參數法組成之 16 組不同降水 物理過程進行分析研究，結果指出在未進行渦旋植入的情況下，使用 積雲參數Kain-Fritsch scheme 並搭配微物理過程 WSM3 scheme 能夠 得到最小的平均路徑誤差。而進行渦旋植入後，Grell-Devenyi scheme 積雲參數法搭配WSM3 scheme 微物理過程組合時可以得到最小的平 均路徑誤差，並提出模式中不同積雲參數法所顯示出的差異較微物理 過程顯著。

颱風本身是變化相當劇烈且複雜的天氣系統，颱風環流所引發的 豪雨常受到不同天氣系統與其交互作用而有所增強，Chien et al.(2008) 針對敏督利(2004)颱風之研究指出，在颱風出海後，引進的西南氣流 與颱風環流輻合，進而造成豪雨發生。2009 年的莫拉克颱風在侵台 期間的緩慢移動(Yen et al. 2011)與西南氣流之交互作用，於台灣高聳 的地形上引發豪大雨發生(Chien and Kuo 2011)。此外，在台灣陡峭地 形的影響之下，降雨的強度往往會有所增強，Chiao and Lin(2003)針 對Rachel(1999)颱風的數值模擬研究指出，降雨之發生與台灣地形存

在與否有著密切的關聯，若將台灣地形高度移除則降雨多發生於海上，

而台灣地區的降雨則有顯著的減少。Yang et al.(2008)研究指出，針對 Nari(2001)颱風個案在較高解析度(2 km)的模擬下，所累積的降雨較低 解析度(6 km)之模擬來的大。Fang et al.(2011)使用 WRF 模式以系集 模擬的方式分析Morakot(2009)颱風之地形降雨，結果顯示當台灣地

Doswell et al.(1996)指出地形降雨的強度關係式如下：

·

其中地形降雨的強度(P)與降雨效率(E)、環境場強度( 、水平風 場強度( )、地形陡峭度( )、氣流水氣多寡(q)、對流水平尺度( ) 及對流移動速度( )等因素息息相關。Cerveny and Newman(2000)研究

指出颱風所帶來的日累積降雨與其近地表最大風速有很強的關聯存 在，較強的近地表風速能引發較大的降雨。此外，Lin et al.(2001)統

整造成劇烈地形降雨不可或缺的要素為：1)具條件性或潛在不穩定氣 芭比絲颱風(1998; Wu et al. 2009)及馬鞍颱風(2011)。不過，登陸台灣

之颱風往往對台灣造成更為嚴重的影響，颱風侵台期間對流系統於迎