文獻回顧

第一章 前言

1.1 文獻回顧

颱風為臺灣地區常見之中尺度天氣系統，根據 Yumoto and Matsuura (2001)的研究顯示，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，臺灣正好位於西北太平 洋颱風主要移動路徑範圍內，平均每年遭受3-4 個颱風侵襲，由 Wang and Chen (2008)之研究結果顯示，七月中旬至九月期間通過臺 灣之颱風頻率增加，而此期間臺灣地區降雨約40%為颱風造成，其 風環流結構影響大，亦使路徑預報困難度提升(Wu and Kuo 1999)。

路徑誤差為颱風之預測路徑與實際觀測路徑之差異(Zhang et al.

2017)，而造成路徑產生誤差的因素甚多，當颱風靠近臺灣地形時，

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由於臺灣中央山脈高度近4000 公尺，其地形影響背景流場引起相對 渦度產生變化，使颱風接近臺灣時路徑及移動速度改變(Wu 2001)，

且在地形背風側產生一氣旋式環流，而氣旋式環流易使原先西行之 颱風路徑向北偏折(Huang and Wu 2018；Tang and Chan 2014)，甚至 影響颱風內部結構及降雨分布(Cheung et al. 2008)。若颱風由東臺灣 登陸，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(Jian and Wu 2008)，而 Huang et al. (2011)同樣在觀測與模擬中發 現，颱風接近地形時在颱風西側受到通道效應後引起的不對稱北流 使颱風路徑發生南移。Wu et al. (2015)的研究則指出，颱風中層之東 側南風減弱、西側北風增強導致中層形成不對稱結構，使颱風路徑 南偏。根據Qian et al. (2013)的研究指出，颱風發展期間其強度及大 小皆有可能造成路徑偏轉。另外，中緯度天氣系統對颱風之間產生 交互作用也會對颱風路徑造成影響(Carr and Elsberry 2000)，颱風路 徑北移往往與有利西北太平洋颱風生成的環境條件增強有關，如西

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影響泰利路徑之機制。早期Fujiwhara (1923)透過一系列實驗和觀測 發現兩距離相近之渦旋會因為渦度、質量及相對位置的不同而互相 影響，Lander and Holland (1993)的研究進一步指出，兩相近渦旋會 出現彼此互繞之路徑，同時可能產生接近(approach)、合併(merge)、

背離(escape)等三種現象。Brand (1970)針對西北太平洋 1953 年至 1967 年間之觀測資料進行分析，指出雙氣旋間的距離與其角速度高 度相關，不同的渦旋大小、強度與環境場變化皆會影響雙氣旋的交 互作用，使得兩個或兩個以上的熱帶氣旋相較單個氣旋在預報上更 加困難。根據Liu and Tan(2016)的研究指出，若欲改善雙氣旋之預 報，可採用氣旋初始化、植入氣旋及移除氣旋等三種作法，本研究 使用氣旋移除方法(TC_Bogus)將泰利颱風西南方發展之杜蘇芮颱風 進行移除，詳細內容將在第三章的研究方法中介紹。

數值天氣預報是現在普遍用於預報天氣的方法，數值模式已經 成為天氣預報必要之工具，現今各研究單位較常使用之中尺度模式 為WRF(Weather Research and Forecasting)數值模式，其應用於熱帶 氣旋與中尺度天氣系統等天氣研究(Hsiao et al. 2010)。數值研究從過 去至今已有大幅進步，但模式僅將現實大氣進行模擬，故其中必定 存在誤差。隨機預報理論(stochastic dynamic prediction)指出大氣的狀 態永遠無法被完整了解(Epstein 1969)，其中存有許多不確定性，如

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Anderson 2001)，Schlatter et al. (1999)亦認為使用系集預報相對單一 模式預報對於製作機率性天氣預報有更好的預報結果。本研究根據 Hamill et al. (2003)使用兩種不同全球模式初始場進行系集預報，每 個預報中心使用不同的預報模式、不同的同化數據資料密集程度及 投入不同的觀測數據，如此特性更能增加系集初始條件之離散度，

有助於涵蓋預報之不確定性並將其量化。

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