文獻回顧

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經過 Chien and Kuo (2011)統計 1977 至 2009 年間侵臺颱風的結 果發現颱風的降雨量與颱風本身強度並沒有直接的影響，而是與移行 速度有所關聯，颱風移速之倒數與降雨量之間呈現正相關，即颱風移 行速度越慢、所造成的降雨就越多、為臺灣地區帶來的災害自然也越 嚴重。相反的，若移速增加，所造成累積降雨將減少，Yen et al.(2011) 以莫拉克颱風為例，模擬其通過臺灣之速度，發現當颱風移速若為原 先的兩倍時，全臺降雨分布變動不大，然而最高累積雨量卻減少 33%。

Wang et al. (2009)將颱風導致降水之現象分成兩類，一為颱風 本身及其外圍對流雨帶所富含的降水所造成；另一則為颱風氣旋本身

在美洲亦有類似的遠距降水現象並被稱為 PRE (Predecessor rain event；PRE)，Cote (2007)對 PRE 的定義為(1)降水相關位置需 位於颱風的北邊，(2)水氣因透過颱風而北送至降水區，(3)遠距降雨

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Schumacher et al. (2011)對艾琳颱風(2007)造成之 PRE 個案進行分 析，指出在適當之綜觀天氣系統下，颱風環流能有效地向北方傳送暖 濕空氣提供 PRE 區域對流發展之水氣，而這些向北傳送之熱帶深層水 氣沿著低層斜壓帶出現鋒生效應，促使該處中尺度對流系統

(Mesoscale CTLvective System；MCS)之生成。

此外，Chen et al. (2007)統計 1961 至 1998 間因颱風造成臺灣

4 路徑亦受影響，進而增加預報的難度(Jones et al. 2003)。且因颱 風不登陸的關係，常使民眾疏於防範，造成許多意料外的災情。

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(2012)分析 1960-2011 年登陸臺灣之颱風受地形之影響的結果提到，

當颱風行經臺灣北部區域時將會有最大範圍的風場及地形之交互作

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區降雨分布的主因之一。當東北季風流經宜蘭西面的地形迎風坡時，

受到地形阻擋產生分流，一支向西，並於宜蘭西方山區和東北風會合 產生輻合而降雨，而另一支則往東走並沿著三角狀地形繞流，最後在 宜蘭南邊的山區和東北風輻合而引發降雨，故臺灣東北地區最大降雨 總是發生在宜蘭的東南方。

1.2 共伴颱風分類

在臺灣，我們將秋季形成的颱風稱之為「秋颱」，根據謝等人(1998) 統計過去百年(1897-1996)內侵臺颱風路徑與各地雨量記錄，發現東 半部各地因為颱風而出現最多雨量的前 9 名均屬秋颱所造成，而且它 的劇烈降水通常發生於特定區域，主要在臺灣東半部肆虐，對西半部 則甚少造成影響。

秋颱的移動路徑受環境場的影響比夏季來的複雜，夏季時大氣上、

下層的導引氣流較為一致，但當秋季來臨，大陸冷高壓開始南下，颱 風周遭的氣流就不若夏季單純，低層大氣為東北季風，高層則可能為 西風，在高層西風槽前可能為西南風，若是槽後氣流則可能來自西北，

此時颱風得視受哪股氣流影響最大而有著不同的移動路徑。

李等人(2007)研究發現過去十餘年來，臺灣地區受颱風與東北季 風共伴而發生劇烈降水主要出現在北部及東半部，尤其位於東北部的

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宜蘭更是容易累積驚人的雨量，其對於颱風與東北季風共伴之侵臺颱 風的氣候特性定義四個條件來選取共伴颱風個案：(1)颱風於10、11 月間影響臺灣且中心位於16至26 ^oN，118至124 ^oE之內，(2)臺灣附近 有鋒面，(3)竹子湖或宜蘭測站之日總雨量達豪雨標準(130 mm)，且 (4)彭佳嶼測站有顯著的強東北風。以下將挑選出符合此四條件的颱 風個案進行分析，並分成三類路徑(圖1.1)討論之。

a.第一類路徑

根據李等人(2007)的分類，在此挑選近年來未登陸、共伴降雨顯 著且造成嚴重災情之颱風個案者為例，第一類路徑(圖 1.1)為颱風通 過呂宋島或巴士海峽進入南海或臺灣海峽南部，代表的颱風有 Lynn

（1987）、Babs（1998）與 Megi（2010）。

參考 Wu et al. (2009)曾針對 10 月份的芭比絲(Babs)颱風進行 數值模擬，可知第一類路徑的颱風造成降雨的主要原因為(1)颱風環 流和東北季風輻合產生的降雨與(2)環流受臺灣地形抬升所產生的降 雨。

b.第二類路徑

第二類路徑之颱風(圖 1.1) 移動方向具有明顯向北偏移之特徵，

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並從臺灣東側海面向偏北方移動，包括有，Zeb（1998）、XangSang

（2000）與 Melor（2003）。此類路徑由於颱風中心極為靠近臺灣，

颱風外圍環流橫掃東半部一帶，而東北季風對氣旋式環流更產生加成 作用。

c.第三類路徑

上述兩類路徑為利用中央氣象局的颱風資料統計出與東北季風 發生共伴之秋颱路徑，然而根據觀測資料發現，部分颱風離臺灣距離 遙遠且無登陸可能時，氣象局並未發佈颱風警報，但颱風仍然間接對 臺灣造成影響，且這些颱風亦符合李等人(2007)所列的四項選取條件，

不過移動路徑方向和氣流間輻合共伴方式與前兩類並不相同，是故將 其歸為第三類。

第三類路徑之颱風(圖 1.1)特徵在於颱風生成後向西穿越了呂宋 島並持續朝偏西方前進，不若第一類颱風由臺灣海峽接近本島，亦異 於第二類颱風從臺灣東側靠近。其代表的颱風有 Bass(1974)、

Ruby(1988)及 Nalgae(2011)，此種通過呂宋島單純西進的颱風，生 成時位於太平洋高壓南側，受到高壓脊線西伸的影響維持穩定之西進 路徑，當其移動至高壓西南邊緣，颱風中心離高層槽線甚遠，又加上 受到大陸高壓發展之影響而無力轉向，只能持續西進(紀，1975)。

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防備，增加災情的嚴重性。由此可見，此次降雨事件並非由颱風環流 直接造成，符合前述之遠距降水定義，且奈格颱風路徑與過去典型秋 颱與東北季風共伴之颱風路徑明顯不同，因此，本研究主要想瞭解奈 格颱風如何在遙遠的距離外透過其外圍環流與季風系統或其他氣象 環境機制作用，使得臺灣東側海面不斷有對流組織生成並隨著氣流風 向被帶入臺灣，另外也將討論臺灣的地形對於海上對流系統移進陸地 後造成降水的影響。值得一提的是，在奈格颱風進入南海前三天左右，

有另一強烈颱風納莎(Nesat 2011)，以略為相似的路徑橫越呂宋島，

進入南海並持續西行，其移動期間並未對臺灣造成劇烈降水，僅東半 部迎風面有降雨出現。兩個颱風的生成時間相近、路徑相似且生命期 間均未登陸臺灣陸地，對東北部地區之影響卻有天壤之別，本研究亦 將探討造成此差異之原因。

本文共分為六個章節，第一章為文獻回顧與研究動機，第二章是 利用各種觀測資料對奈格颱風的環境場進行討論，第三章則介紹本研 究所使用的數值模式、資料來源以及參數設定等，第四章與第五章為 利用模式模擬的結果對奈格颱風進行各項敏感度的測試並比較相似 路徑之納莎颱風對臺灣造成的影響，第六章為綜合討論與總結。

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第二章、奈格颱風觀測資料分析

JTWC(Joint Typhoon Warning Center)所提供之奈格颱風(Nalgae 2011)路徑圖顯示(圖 2.3)，奈格颱風於 9 月 27 日在馬尼拉東北東方約 1850 公里的太平洋上形成，並大致向西移動，於翌日增強為輕度颱 風，並朝西至西南西方移動，9 月 30 日凌晨在馬尼拉東北東方增強 為中度颱風，並於 10 月 1 日早上在馬尼拉東北約 300 公里處的海域 達到強烈颱風之等級，中心持續風力達到每小時 175 公里。隨後奈格 颱風橫越過呂宋島並進入南海，此後兩天保持向西至西北西移動，時 速約 14 公里，行經南海北部期間，颱風中心氣壓不斷減弱，10 月 2 日凌晨轉為中度颱風，下午再度減弱為輕度颱風。10 月 4 日下午穿 越海南島南部後進一步減弱為熱帶性低氣壓。

另外值得一提的是，奈格颱風減弱為熱帶低壓後持續西行，進入 越南重創湄公河三角洲，並侵襲泰國，造成嚴重災情。中南半島在 2011 年 9-10 月接連來襲的豪大雨，主要由南太平洋接二連三形成的 颱風造成，颱風先是重創菲律賓，接著撲向越南東海岸，繼續往西使 水淹柬埔寨，然後又在泰國北部降下大雨。使得菲律賓與中南半島淪 為水鄉澤國，洪災總計奪走近五百條人命，並淹沒該處主要穀倉和大 面積稻田，經濟損失難以估計(張等，2011)。

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南側駛流牽引持續西行，其東側外圍環流扮演著將南方較暖濕空氣北 送的角色，也因此 10 月 2 日時，臺灣上空的等壓線梯度變大，而南 方溫暖的氣流與寒冷的東北季風輻合加強了對流系統的發展，並使對 流雲系不斷從海面進入臺灣陸地上空，加以地形效應導致整個東半部 迎風面降下豪雨，而西半部則因中央脈阻擋的關係顯得較為乾燥。隨 後，大陸高壓勢力減弱，南邊環流高層提供向北的氣流使得海面上的 輻合雲系隨著時間沿著中央山脈逐漸朝北移動，降水區域亦跟著北移 到台灣東北部，此時強對流雲系集中在宜蘭地區，累積降下約 1400 毫米的雨量，遠遠高於其他地區。

由於觀測資料在時間及空間上的解析度不足，若僅透過觀測資料 分析，無法有效瞭解對流系統的生成機制、發展過程與對流雲系受地 形影響程度。另外，南海與西太平洋海面缺乏觀測資料，對於其上空 的氣流分析有一定的難度，因此本研究藉由 WRF 數值模式進行深入 的探討，以期能更清楚瞭解奈格颱風在影響臺灣期間，兩者相距遙遠 的情況下，其外圍環流是如何影響環境風場、並觀察綜觀環境場與中 小尺度對流系統間耦合的機制，以及臺灣的地形對於造成對流系統出 現那些改變。

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第三章、資料來源與研究方法

為了能夠瞭解 2011 年奈格颱風與環境場作用使臺灣東半部地區 出 現 豪 大 雨 之 原 因 ， 本 研 究 使 用 WRF (Weather Research and Forecasting)模式 3.4 版進行數值模擬，以獲得較觀測資料高之空間與 時間解析度，方便掌握中、小尺對流發展與走向，並更深入地分析探 討其成因。

3.1WRF 模式簡介

WRF 模式為美國近年來不斷研發改進的中尺度數值天氣預報系

WRF 模式為美國近年來不斷研發改進的中尺度數值天氣預報系