南海水氣分析

探討西南氣流共伴導致的強降雨，除了必須針對臺灣海峽的各種 降雨要素進行討論之外，南海上空水氣含量也可能扮演了重要角色。

本研究將圖 3.22 的紅框 B (21°N~24°N，118°E~120°E)定義為臺灣海 峽南端，藍框 C (15°N~21°N，110°E~120°E)定義為南海範圍，比較 B、

C 範圍平均水氣隨時間的變化。圖 3.28 顯示了臺灣海峽南端與南海 上空水氣(700~900 hPa 水氣混合比積分)隨時間的變化，搭配 850 hPa 風場與水氣場平面圖(圖 3.29、圖 3.30、圖 3.31)更有利比較水氣的 移入與移出。

圖 3.28a 顯示，伴隨西南氣流前初始時間南海的水氣值在模擬

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72 小時期間處於一個相對高的位置，此時無論是 B 區或 C 區，水氣 量的多寡排序皆是：CTL 組> NMJO 組> NQBWO 組，表示季內振盪確 實影響了大尺度背景場的水氣含量。從平面圖(圖 3.29a、圖 3.30a、

圖 3.31a)顯示 CTL 組和 NMJO 組的初始差異並不大，而 NQBWO 組颱風 中心附近的水氣含量不如其他兩組，反而在太平洋地區較多，表示其 颱風中心集中周遭環境水氣的程度較低。當颱風中心到達臺灣北方 (圖 3.29b、圖 3.30b)，西南氣流共伴開始；而這時 NQBWO 組的颱風 中心在臺灣西南方(圖 3.31b)，水氣因颱風滯留而聚集。7 月 2 日 1200 UTC 至 7 月 3 日 0000 UTC 時 CTL 組與 NMJO 組南海的水氣產生了急遽 的下降，對照臺灣海峽南端區域在這個期間正是一個高峰值。由平面 圖(圖 3.29c、d；圖 3.30c、d )可發現此時南海的水氣被共伴的西南 氣流大量帶往臺灣西南方，除此之外，颱風北移使外圍環流增強了臺 灣海峽西方的西風分量，產生明顯的水氣帶。另一方面，這個時候在 臺灣海峽南端三組的水氣量達到差異不大的程度，也可以由此驗證 CTL 組有了 MJO 和 QBWO 增強其西南氣流水氣，臺灣海峽南端水氣含 量與 NQBWO 組之颱風環流相當 (圖 3.31c)。同時，這個時間也是三 組模擬在臺灣海峽南方水氣含量的趨勢差異開始擴大的時間點，CTL 組與 NMJO 組西風分量所帶來的水氣減少且被強降水消耗(圖 3.29d、

圖 3.30d)，而 NQBWO 組(圖 3.31d)的颱風則持續將周遭水氣集中，使

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臺灣海峽南端區域水氣含量不斷增加。直到 7 月 3 日 0600 UTC 時共 伴接近結束，除了 NQBWO 組之外兩區數值相近，恢復至接近平均值，

這樣的狀況維持到 72 小時模擬結束為止(圖 3.29f、圖 3.30f、圖 3.31f)。

上述分析顯示，季內振盪增加了大尺度背景場的水氣含量，因此 在初始時間的南海水氣含量：CTL 組> NMJO 組> NQBWO 組。而臺灣西 南方的 NMJO 組大部分時間都低於路徑相似的 CTL 組，NQBWO 組則因 颱風打轉而持續增加。由於 NQBWO 並沒有將西南氣流引進臺灣，其在 南海的波動不如其他兩組明顯，也由此觀察到到 CTL 組和 NMJO 組的 颱風在伴隨西南氣流時南海地區水氣先降後升的變化。

3.8 小結

敏督利颱風為一北行颱風，在 2004 年 7 月 1 日至 4 日侵襲臺灣。

颱風離臺後與來自南海的西南氣流共伴，在臺灣西南部平原與高雄、

屏東山區產生驚人的強降雨，強度更甚於颱風環流本身的貢獻。經由 濾波分析，在颱風侵襲期間，MJO 和 QBWO 在臺灣、南海地區皆為西 風相位、水氣場的振盪也為正值，兩種季內振盪在臺灣上空持續有氣 旋式環流存在，增強西南風，直到 7 月 3 日漸漸進入過渡期為止。

藉由初始時間在 7 月 1 日 0000 UTC 的 72 小時模式模擬，發現移

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除季內振盪對颱風的強度影響不大，較大的改變顯現在颱風路徑。CTL 組和 NMJO 的颱風路徑十分接近，但移除 QBWO 將會使颱風的駛流大幅 減弱，導致 NQBWO 組的颱風滯留臺灣西南方，改變了主要降雨地區。

在降雨強度方面，MJO 和 QBWO 皆會增強敏督利颱風伴隨西南氣流產 生的共伴降雨，在移除季內振盪的情況下，臺灣地區降水強度皆會減 弱。藉由 A-A’剖面探討，發現原因包含了臺灣海峽的西風強度較弱、

水氣含量較少以及水氣通量的輻合程度較弱。此外，季內振盪可以將 有利降雨的條件帶到臺灣海峽較北邊的地方，更有利增加臺灣西南方 陸地的降雨量。另一方面，季內振盪也影響了南海地區的水氣含量，

當西南氣流共伴前南海的水氣越多，則在臺灣地區西南氣流共伴產生 強降雨強度越強。綜合上述，在敏督利颱風的案例中，無論是 MJO 或 QBWO，對颱風環流與西南氣流共伴產生強降雨都是扮演增強的角色。

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第四章 季內振盪與西南氣流強度之關係

前一章節分析了季內振盪對敏督利颱風離臺後伴隨西南氣流之 影響，為了解其是否為單一特例，本研究在敏督利之外選取四例伴隨 西南氣流共伴之颱風個案，探討是否也有相似情形，分別為卡玫基 (2008)、鳳凰(2008)、莫拉克(2009)、潭美(2013)。本章將連同敏督 利颱風在內的五個颱風各以四個初始時間進行模擬實驗，最後取重疊 時間做系集平均以統計分析結果分組進行討論，詳細方法如第二章所 述。

4.1 個案簡介

根據 Chen and Shih (2012)之研究指出，臺灣特殊的地理位置 與中央山脈的高聳地形，使得部分颱風離臺後颱風環流仍與來自南海 的暖溼空氣發生共伴，容易在臺灣西南部發生地形效應降下驚人雨勢。

本研究之個案篩選標準述於 2.4 節，本小節將以中央氣象局之資料與 颱風路徑圖簡介敏督利颱風之外的四個颱風之路徑與在臺造成之災 情，並定義出伴隨西南氣流之 24 小時期間。

如圖 4.1 所示，2008 年 7 月 15 日卡玫基颱風(Kalmaegi 2008) 在菲律賓呂宋島東北方海面生成，初生成時移動緩慢近乎滯留，直到

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16 日轉東北方移動，再以北北西方向行進至臺灣東部沿海。一度在 17 日 0930 UTC 左右增強為中度颱風，但接近陸地的環境不利颱風強 度持續發展，結構受到破壞後不久便減弱為輕度颱風。17 日 1340 UTC 颱風中心於宜蘭南方登陸，暴風圈籠罩中部以北陸地，並持續往北北 西方向前進。約莫 7 小時後從桃園附近出海，隨後於 18 日 1000 UTC 再次於華南地區登陸，並轉往北北東方向持續前進。依據中央氣象局 的路徑分類法，卡玫基颱風為 type-2 路徑之颱風。

卡玫基颱風對臺灣的主要影響期間在 7 月 16 日至 19 日，受外圍 環流與伴隨之西南氣流影響，連日豪雨為中南部地區帶來可觀降水。

依據強降雨發生之主要來源區分為兩個階段，當颱風中心逐漸接近臺 灣並通過北部地區移至臺灣海峽北部期間，降雨視為暴風圈籠罩之下 颱風環流直接造成(圖 4.2a)；而颱風中心位於華南地區上空時，環 流共伴之西南氣流受中央山脈地形阻擋而在臺灣西南部降下大雨，這 24 小時期間則被視為西南氣流共伴時期(7 月 18 日 1200 UTC 至 7 月 19 日 1200 UTC)(圖 4.2b)。

鳳凰颱風(Fungwong 2008)於 2008 年 7 月 25 日 0600 UTC 在鵝鑾 鼻東方海面約 1040 公里處生成朝西方移動(圖 4.3)，26 日 1200 UTC 增強為中度颱風並於 12 小時後轉西北西方向往臺灣前進。颱風中心 於 27 日 2250 UTC 在花蓮靜浦與臺東長濱之間登陸，隔日 0630 UTC

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從彰化出海，以西北行的方式跨越臺灣上空，依氣象局分類鳳凰颱風 為 type-3 路徑之颱風。颱風強度受地形破壞後，當日 1510 UTC 登陸 福建，迅速減弱為輕度颱風。鳳凰颱風在臺灣東北部、東部、南部山 區所引發的超大豪雨，主要是源自於颱風中心眼牆旺盛對流加上迎風 面地形舉升的雙重機制，使多數地區發生淹水災情，農損嚴重。在此 將 7 月 28 日 1200 UTC 到 29 日 1200 UTC 視為颱風外圍環流伴隨西南 氣流影響期間(圖 4.4)。

莫拉克颱風(Morakot 2009)於 2009 年 8 月 3 日 1800 UTC 在菲律 賓呂宋島附近約 1000 公里海面生成(圖 4.5)， 4 日開始主要以偏西 的方向移動且強度持續增加，5 日 1200 UTC 時增強為中度颱風。颱 風朝著偏西至西北西的方向移動，隨著颱風中心逐漸接近臺灣東部陸 地，移動速度在 7 日 0600 UTC 起明顯減慢。7 日 1550 UTC 左右颱風 中心在花蓮附近登陸，此時暴風圈籠罩全臺，移動方向轉為偏北。颱 風結構受地形破壞後在 8 日 0000 UTC 左右減弱為輕度颱風並往西北 方向移動，大約六小時後於桃園出海。颱風中心出海後移動仍然十分 緩慢，9 日 1030 UTC 左右於馬祖北方登陸福建，這時臺灣本島才完 全脫離暴風圈。生命後期持續往北北西方向前進，直到 10 日 1800 UTC 減弱為熱帶性低氣壓。

莫拉克颱風形成初期緩慢北移的現象主要源於其導引氣流不明

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顯，直到太平洋高壓增強後，颱風轉為向西移動並接近臺灣，而在接 近高壓邊緣後再度因導引氣流影響使之減弱而移動變慢，延後北轉時 機，直到登陸臺灣後才產生北移的分量，因此莫拉克颱風之路徑分類 為 type-3。颱風離臺後持續沿著高壓邊緣北移，直至其減弱消失為 止，颱風生命期長達七天。莫拉克颱風侵臺期間造成臺灣各地破紀錄 的降雨，尤其以中部、南部及東南部最為驚人，這源自於其移速緩慢 加上颱風環流西南象限水氣豐沛，與西南氣流共伴，侵臺期間觀測雨 量前 3 名的嘉義、屏東及高雄總累積雨量均超過 2500 mm，本研究將 西南氣流共伴降雨期間定為 8 月 8 日 0000 UTC 至 9 日 0000 UTC(圖 4.6)。

潭美颱風(Trami 2013)於 2013 年 8 月 18 日在琉球南方海面生成 (圖 4.7)，形成後先緩慢往東南方向移動，在 19 日以接近 180 度轉 北再轉西北，之後往臺灣北部海面行進。颱風通過臺灣北部海面期間，

暴風圈壟罩臺灣陸地，造成臺灣中部以北地區劇烈降雨，依氣象局路 徑分類潭美颱風為 type-1 路徑之個案。21 日 1800 UTC 時由馬祖西 南方登陸福建，24 小時後減弱消散，強度始終維持輕度颱風。

潭美颱風雖然沒有直接登陸臺灣，但為西半部及東北部帶來豪大 雨。颱風中心位於臺灣正北方的 21 日以中部以北地區的累積降雨最 為顯著，但颱風登陸福建後仍為臺灣西南部地區帶來強降雨，是謂西

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南氣流之貢獻，共伴降雨期間定為 8 月 21 日 1200 UTC 至 22 日 1200

南氣流之貢獻，共伴降雨期間定為 8 月 21 日 1200 UTC 至 22 日 1200