第四章 個案一模擬結果
4.3 水收支分析及小結
(1) 半徑降雨分析
利用 CReSS 模式模擬結果，將颱風半徑 500、400、300 及 200 km 範圍內之降雨強度做分類，計算出現在每個降雨強度類別的格點 數，再以 SO1 為基準，計算 SO2 與 SO3 之差異比，表示颱風在未來 情境下，降雨強度會與現代情境差多少。由於未來情境颱風雨量增加 最明顯處為半徑 300 km 範圍內，而 500 km 範圍內降雨減少，本研究 將針對半徑 500 及 300 km 作討論。
圖 4.18 為所有期間(8 月 4 日 0000 UTC 至 8 月 10 日 0000 UTC)，
半徑 500km 範圍內之結果，結果顯示 SO2 在降雨強度 10 mm h-1以 下減少約 10%至 20%，降雨強度 30 mm h-1以上增加約 10%至 50%，
且降雨強度越強增加越明顯；而 SO3 在降雨強度 10 mm h-1以下減少 約 23%至 40%，降雨強度 30 mm h-1增加約 20%至 60%，且降雨強度 越強增加越明顯。整體而言 SO3 變化趨勢與 SO2 類似，且變化幅度 較 SO2 明顯。圖 4.19 為所有期間(8 月 4 日 0000 UTC 至 8 月 10 日 0000 UTC)半徑 300km 範圍內的結果，結果顯示 SO2 在降雨強度 10 mm h-1以下減少約 8%至 12%，降雨強度 30 mm h-1以上增加約 13%
至 54%，同樣降雨強度越強增加越明顯；而 SO3 在降雨強度 10 mm h-1 以下減少約 9%至 26%，降雨強度 30 mm h-1 以上增加約 50%至 87%，且降雨強度越強增加越明顯。整體而言，SO3 變化幅度同樣與
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SO2 類似，且變化幅度較 SO2 大。以上結果顯示，颱風之強降雨增 加，弱降雨減少，顯示颱風之降雨更集中的現象。
(2) 半徑水收支
在了解 SO1、SO2 及 SO3 的累積雨量及降雨強度的變化後，本 研究希望進一步探討其變化的原因，故透過計算颱風水收支來進行討 論。本段是使用第二章之方程式(2.2.1)、(2.2.2)及(2.2.3)進行討論。
圖 4.20 為半徑 500km 範圍內，8 月 3 日 0000 UTC 至 10 日 0000 UTC 總水時間變率(黃色)、總水平流率(紅色)、總水輻合(綠色)、地表蒸發 率(紫色)、降雨率(藍色)及風場輻合(棕色)之垂直積分隨時間變化圖，
單位皆為 kg m-2 h-1。由圖可發現總水輻合率變化趨勢與降雨率最相 近，而風場輻合變化走勢與前兩者相似，但變化幅度較大。對颱風本 身水的來源主要為總水輻合及地表蒸發獲得，故此兩項對颱風水的變 化為正貢獻，而由於水的含量由眼牆向外遞減，故總水平流項主要將 水向外平流，因此總水平流和降雨是消耗颱風本身的水，為負貢獻。
在 SO2、SO3 與 SO1 差異的部分，由圖可知，在 500km 公里範圍內，
差異值變化幅度最接近者為總水輻合項及降雨項，顯示兩者關係最密 切，因此可以推估降雨減少主要是由總水輻合減少所導致；另外風場 輻合差異值變化趨勢也與前兩者接近，但變化幅度較大。而其他項變 化並不明顯。圖 4.21 為 300km 之結果，各項變化特徵與 500km 接近，
唯降雨率增加，其中也是由總水輻合增加所致。接下來計算所有期間 (8 月 4 日 0000 UTC 至 10 日 0000 UTC)內各項數值之平均。表 4.3 顯 示，500km 範圍內降雨率減少 5.3%至 13.5%，而總水通量輻合率之水 氣輻合率減少 1.9%至 4.1%，兩者變化關係最接近。而 300km 結果得 知，降雨率增加 0.8%至 6.1%，水氣輻合率增加 5.6%至 14%，水氣輻 合增加比率較降雨率多，可能原因是雖然同樣半徑範圍內，主雨帶降
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雨增多，但雨帶和雨帶間的下沉氣流也增強，因此抵銷一些降雨率增 幅。
由表得知降雨增減變化由水氣輻合率變化主導，所以希望能進一 步討論此項，並探討水氣輻合率增減的原因。表 4.4 為所有期間水氣 密度與風場輻合之垂直積分，由於水氣主要集中於中低層大氣，故積 分範圍為地面至 500 hPa。由表所示，500km 範圍內雖然水氣增加 10.2%至 22.7%，但風場輻合減少 2.3%至 10.6%，因此風場輻合減少 主導水氣輻合的變化，導致降雨率減少；而 300km 範圍內，水氣增加 10.5%至 29.9%，風場輻合增加 19.2%至 33.8%，增加比率較水氣增加 多，因此整體而言，此個案降雨率的增減主要由風場輻合增減主導。
(3) 台灣降雨分析
圖 4.22 顯示，SO2 與 SO3 台灣之降雨強度 1 至 5 mm h-1之最弱 降雨均增加，其中 SO2 增加約 0.5%至 6%，SO3 增加約 7%至 20%；
降雨強度 10 至 30 mm h-1 之中等降雨強度在 SO2 減少 2%至 22%，
SO3 減少 5%至 30%，由於 SO3 中等降雨強度減少較 SO2 多，因此 SO3 台灣累積降雨增加量不如 SO2 多。但須注意的是，降雨強度 50 mm h-1以上之強降雨，在 SO2 增加 9%，SO3 更增加 37%。整體而言 在未來情境下，台灣之強降雨增加，中等及弱降雨減少，顯示台灣在 未來情境颱風影響下降雨有更集中的現象。
(4) 小結
此個案模擬之颱風路徑、強度、降雨等特徵均雨觀測相當類似。
結果顯示，未來氣候差異使颱風內核累積降雨增加 2.5%至 12.5%，外 圍降雨減少 0.9 至 8.7%，進一步分析降雨強度變化，發現強降雨增加 約 50%至 90%，弱降雨減少約 10%至 18%，顯示未來情境下颱風降 雨更集中，而垂直次環流增強支持此結果。對台灣而言，受颱風降雨
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強度及累積降雨增多之影響，台灣累積雨量增加約 1.6%至 3.0%，其 中強降雨增加約 9.0%至 36.8%，中等降雨最多減少 21.6%至 29.8%，
顯示台灣降雨也更集中。
透過計算水收支來討論降雨變化來源，發現降雨變化主要由於 總水通量輻合率之水氣輻合率變化所貢獻。再將水氣輻合率分為水氣 密度和風場輻合作討論，結果顯示水氣輻合率變化主要由風場輻合主 導，因此未來情境雖然水氣在颱風外圍及內部均增加，但風場輻合增 減決定降雨率增減。
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