研究緣起與背景

第一章 緒 論

第一節 研究緣起與背景

台灣位於西北太平洋颱風頻繁區，颱風所伴隨而來的強風和豪雨，常對台灣地區 造成巨大災害。根據中央氣象局1897 ~ 2005年的資料，109年間共有391次颱風侵襲台 灣(有發佈陸上颱風警報者)，年平均發生次數為3.6次，佔北太平洋西部颱風的17%。而 每次颱風侵襲台灣皆會帶來極大的經濟損失，例如2001年納莉颱風重創北台灣，台北 市及汐止大淹水，財務損失300多億台幣；2009年莫拉克颱風重創南台灣，造成大規模 山崩、嚴重土石流及水患，共造成681人死亡，18人失蹤，農林業損失超過195億元台 幣；2016年夏季接連三個颱風，尼伯特、莫蘭蒂、梅姬颱風襲台，依據農委會公佈之 農業災情報告統計全台溫網室受損面積為989公頃，經濟損失共達153億元。

內政部消防署的統計資料顯示：颱風為台灣最主要的天然災害，歷年累積颱風造 成的財物損失超過地震所造成的損失。然而台灣目前的產物保險制度中較普遍有火險 和地震險，風災保險並不普及，風災所造成的財物損失完全由受災戶和政府所承擔，

有些企業或農民甚至會被一次嚴重的風災所擊垮。若採用風災保險，可分擔政府補貼 災民之財務負擔。但評估台灣各地強風發生機率及相關的風險評估，必須有足夠的颱 風風速、風向數據。此外，台灣近年來欲發展離岸風機，離岸風機的造價十分昂貴，

必須有風災保險，以降低強風對風機損壞之風險。但在評估離岸風機設置地點之強風 發生機率及相關的風險時，普遍地缺乏長期的海上風速觀測資料。

中央氣象局在陸地上有400多個氣象觀測站，但大多是2000年之後設立的自動觀測 站，其中歷史較久，有人維護儀器、監控的地面氣象站目前只有30個。當颱風風速地 樣本數不足時，統計分析而得之各地的設計風速便可能產生誤差。傳統的颱風預報皆 是由大氣環流模式加上周遭的大氣壓力、海水溫度等邊界條件用高速電腦計算而得，

但因為模式的精準度及邊界條件的改變，不同模式所預測路徑、風速和降雨量往往與 實際的觀測結果有所不同。並且大氣模式必須使用高速電腦、耗費大量的計算時間才 能預報一場颱風，若要預測數百場颱風之風速、風向的發生機率便不可行。本研究採 用蒙地卡羅模式(Monte Carlo model)來推估颱風路徑、中心氣壓和風速的變化，所需的 計算時間遠小於大氣模式的計算時間，故可預測數萬場颱風之路徑、風速變化，再利 用統計分析研究颱風風速的發生機率。

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圖 1 台灣及鄰近國家的設計風速 (a)台灣；(b)日本；(c)南韓；(d)菲律賓 資料來源：本研究整理

設計風速25 ~ 40 m/s 風速間格 5 m/s 南韓建築規範(1995)

設計風速24 ~ 50 m/s 風速間格 2 m/s

研究論文(2009)

建築規範(2001) 研究論文(2010)

70 m/s

35 m/s 55 m/s

83 m/s

35 m/s 55 m/s 70 m/s

42 m/s

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本研究先分析美軍聯合警報中心1970~2016 年間的西北太平洋颱風歷史資料，

研究颱風的生成位置、移動路徑、移動速度和中心氣壓之變化，並且發展一套完 整的蒙地卡羅模式模擬颱風路徑、中心氣壓、風速和風向，並與中央氣象局的颱風 資料比對、驗證。再藉由此模式模擬侵台颱風的風場，並統計分析侵台颱風的風 速變化，以彌補颱風風速資料之不足。在結構物強度設計時，必須考慮到結構物的 使用年限中所可能發生的極值風速(Extreme wind)，本模式進而預測台灣各地強風發 生機率和設計風速，並與「建築物耐風設計規範及解說」內所列的設計風速加以比 較。以下先整理台灣地區設計風速的相關研究。