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第四章 季內振盪與西南氣流強度之關係

4.3 路徑與駛流

4.3.2 西行颱風

接著分析西行颱風路徑(圖 4.24a、4.25a、4.26a),除了莫拉克 颱風在後期有較多偏北分量,其餘個案偏西居多。所有個案的三組模 擬和觀測路徑相比都略為偏南,其中 CTL 組和 NMJO 組的路徑差異比 北行個案更少,兩組幾乎一樣;而西行颱風的 NQBWO 組和 CTL 組之間 的路徑趨勢相似,但速度變慢。這是因為西行颱風北移的分量較小,

與前一小節所討論的北行颱風 NQBWO 組個案沒有北轉的狀況不同,差 異並不顯著;而向西移動變慢的原因則和北行颱風相同,主要是臺灣 附近 QBWO 尺度的氣旋式環流被移除,東風分量變少所導致。

西行個案的駛流(圖 4.24b、c、4.25b、c、4.26b、c)在陸地上 的時候同樣會有出現不準確數值的狀況,扣除這些時間點之後可以發 現 CTL 組和 NMJO 組的駛流變化趨勢仍然相似,而 NQBWO 組的駛流無 論在 U、V 方向都顯得平緩,幾乎都維持在 3 m s-1以內。尤其是西行 颱風 V 方向駛流強度本來就比北行個案弱,這個特徵在 NQBWO 組更被 凸顯出來,其緯向駛流趨近於零。值得一提的是莫拉克颱風駛流計算 的結果十分特殊,其駛流雖然相比之下仍然是 NQBWO 組的數值最小,

但三組駛流無論是變化趨勢或數值都沒有顯著的差異,且其數值和其 他個案相較之下非常小,這樣的結果顯現在其路徑圖(圖 4.25a)上,

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颱風中心在臺灣附近移動緩慢近乎滯留。推測可能原因與這段時期季 內振盪的風場環流不強有關,尤其其 QBWO 在所有選取個案中最不活 躍。導致移除 MJO、QBWO 的模擬結果與 CTL 組差異不大,且颱風本身 少了季內振盪增強的大尺度環流引導推動,移動緩慢。

整體而言,無論是北行颱風或西行颱風,其 NMJO 組的模擬路徑 與 CTL 組差異較少,趨勢相同,這是因為 MJO 尺度的風場環流風速不 高,反映在被移除後模擬出駛流的改變較少。而 NQBWO 組的路徑與其 餘兩組差異較大,因臺灣上空 QBWO 尺度氣旋式環流增強的東風被移 除,導致所有個案西移速度變慢。路徑與駛流的緯向差異尤其反映在 北行颱風上,這與過去研究(Wu et al. 2012)指出折返路徑的颱風必 須由季內振盪與颱風環流交互作用產生南風,將颱風推入副熱帶高壓 邊緣的駛流引導路徑的看法一致。

4.4 西南氣流分析

藉由前一小節的路徑分析,得知 CTL 組、NMJO 組、NQBWO 組三組 模擬之差異特性。為此,此處以路徑差異程度分組討論,並在臺灣海 峽切一南北剖面 A-A’比較降雨要素(詳細方法參考於 3.7 節)並進行 討論。最後再分析西南氣流共伴的 24 小時累積降雨,包含平面分佈

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圖和與 CTL 組之差異。首先將 CTL 組和 NMJO 組路徑相似,NQBWO 組 有顯著差異的敏督利、鳳凰、潭美、卡玫基歸為一類,而三組路徑表 現較為一致的莫拉克颱風則獨立討論。此外,NQBWO 組路徑差異大的 組合中又可獨立對卡玫基颱風進行討論,因為卡玫基颱風個案的 MJO 在臺灣及南海地區為東風相位,使 NMJO 組的模擬結果有很大不同。

敏督利颱風的 CTL 組與 NMJO 組路徑相似,因此他們在剖面時序 圖(圖 4.27a、b)顯現出風場隨時間的變化分佈亦相似,但 7 月 2 日 後 NMJO 組 21⁰N 以北的風速明顯大於 CTL 組,對照 U 風場(圖 4.28a、

b)的極值區分佈相似,得知此差異源於西風的強度;NQBWO 組(圖 4.27c)的颱風環流造成的風場則在 19⁰~21⁰N 之間移動,高值區是由 颱風暴風圈的強風造成,而此組模擬的 U 風場(圖 4.28c)在臺灣海峽 顯現出颱風環流產生的東風,驗證了前述說法。同時可以發現三組模 擬在南海地區的風場差異不是很大,都呈現了季節性的背景西南風,

臺灣海峽南端與颱風共伴的西南氣流才有較大影響。從圖 4.29 看到 CTL 組和 NMJO 組各有兩波水氣傳送,而 CTL 組均表現較強,尤其以 颱風本身在 7 月 2 日的 20⁰N 以北和初始從南海引入共伴西南氣流的 時間點最為明顯。而 NQBWO 組的水氣傳輸(圖 4.29c)只跟著颱風中心 移動,且強度不高。分析水氣通量的輻合輻散,NQBWO 組(圖 4.30c) 的輻合分佈與颱風中心出現位置相符,由颱風暴風中心附近旺盛對流

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導致。而 CTL 組和 NMJO 組(圖 4.30a、b)最明顯的差異在 7 月 2 日 0600 UTC 到 1800 UTC 的 22⁰N 以北,對應到西南氣流共伴時期與區域。

從上述討論得知 MJO 除了增強西南氣流的水氣,對颱風環流本身 的水氣量也會產生影響,因此從圖 4.31a、b 看到 NMJO 組的第一波颱 風環流降雨便明顯較 CTL 組弱,而 NMJO 組於 7 月 2 日 0600 UTC 到 3 日 0000 UTC 的降雨也出現在 21⁰N 左右,代表其西南氣流強度不足無 法將對流再往北推移。而 NQBWO(圖 4.31c)的降雨在模擬期間出現在 21⁰N 以南,對應到此段期間颱風在西南方海面上移動,為颱風環流 導致的降雨。圖 4.32 是 7 月 2 日的 24 小時伴隨西南氣流時期累積降 雨。因為颱風移動緩慢,NQBWO 組(圖 4.32c)的降雨集中在東部迎風 面。另一方面,CTL 組和 NMJO 組降雨分佈相似,但 NMJO 組在中部的 降雨明顯不如 CTL 組,山區的極值也減少。進一步計算季內振盪產生 的降雨差異,MJO(圖 4.33a)提升的降雨以臺灣中南部為主,增加了 300 mm 左右;而 NQBWO 組(圖 4.33b)的降雨集中在南部外海,其餘全 臺各地的降雨都減少,差異高達 500 mm 以上。

鳳凰颱風的 NMJO 組路徑模擬與 CTL 差異不大,以颱風中心附近 風速(圖 4.34a、b)相互比較,兩組無顯著差異,但若從圖 4.35a、b 的 U 風場可以看出 CTL 組的強度略高,而南海地區 CTL 組的西南風風 速則明顯高於 NMJO 組。NQBWO 組在圖 4.34c 顯示的高值區是颱風環

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流所造成,南海地區的西風差異不大,但南風強度明顯不如前兩組,

無法將水氣與對流往北帶往臺灣海峽。水氣的部分可以看到主要的差 異來自颱風中心附近,NQBWO 組(圖 4.36c)不如 NMJO 組(圖 4.36b),

而 CTL 組(圖 4.36a)的水氣含量為三組之最;CTL 組與 NMJO 組西南氣 流階段的水氣傳輸差異反而不顯著,NQBWO 組則沒有出現第二波的水 氣傳送。綜合上述原因使 NMJO 組的水氣通量輻合程度不如 CTL 組(圖 4.37a、b),NQBWO 組(圖 4.37c)的對流則在颱風通過臺灣海峽時產 生。

另一方面,由圖 4.38 可見 CTL 組颱風環流造成的降雨略多於 NMJO 組,反倒是在伴隨西南氣流時期的 A-A’剖面降雨差異並不是很顯著,

圖 4.39 顯示颱風雨西南氣流共伴期間產生的降雨多集中在西南部與 山區;NQBWO(圖 4.38c、4.39c)的降雨由颱風環流造成,當颱風離臺 後對流多發生於海面上而沒有被西南氣流移往陸地。由圖 4.40 分析 季內振盪產生的降雨差異,NMJO 組與 CTL 組的路徑些微差異導致降 雨位置出現落差(圖 4.40a),進而使 CTL 組與 NMJO 組相減後產生正 副交錯的現象。整體而言,CTL 組在西南氣流共伴期間降雨略多於 NMJO 組 100 mm 以內。圖 4.40b 顯示出 NQBWO 組在海面上的降雨分佈,

而整個臺灣西半部陸地大幅少了 150 mm 左右累積降雨。

潭美颱風的三組模擬路徑差異表現與鳳凰颱風相似,CTL 組和

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NMJO 組幾乎沒有差異,而 NQBWO 組的路徑趨勢與前兩組相近但移速 緩慢,這樣的結果導致其降雨要素時序變化分析也與鳳凰颱風十分相 近。圖 4.41a、b 顯示 CTL 組和 NMJO 組的極值區相對應,但 NMJO 組 範圍較小,U 風場(圖 4.42a、b)也是相同情形;而 NQBWO 組路徑偏南 且移速較慢,相比之下風速反而較強。水氣傳輸與水氣通量的輻合(圖 4.43、4.44)的時序圖顯現三組模擬之特色與風場特徵相似,導致圖 4.45a、b 的 6 小時累積降雨時序圖中 CTL 組的西南氣流降雨多於 NMJO 組,尤其是在 19°N 以北;NQBWO 組(圖 4.45c)的降雨也多為颱風中心 經過所造成,西南氣流降雨無法跨越到 20°N 以北。

接著看到西南氣流時期降雨(圖 4.46),CTL 組和 NMJO 組的降雨 集中在中南部山區;而 NQBWO 組通過臺灣後移速變慢,颱風產生的長 時間降雨效應與莫拉克颱風類似,臺灣中部與颱風路徑所經之處的降 雨反而增多。分析季內振盪產生的降雨差異(圖 4.47),CTL 組在中部 比 NMJO 組多了約 30~50 mm,南部則少了 10~30 mm;和 NQBWO 組相比 在颱風通過之處和臺灣西部外海反而少了將近 100 mm。

卡玫基颱風的 MJO 尺度背景環境場不利提升西南氣流共伴,因此 圖 4.48 顯示 NMJO 組的風速明顯大於 CTL 組,尤其是臺灣海峽南端的 17⁰~21⁰N。其路徑相似也造成強風速帶的分佈相似,以 U 風場(圖 4.49) 來看更為顯著。NQBWO 組的路徑與前述兩組有很大不同,因此在 18

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日 1200 UTC 的伴隨西南氣流時期風速減弱。由水氣傳輸的分析可以 看到 NMJO 組(圖 4.50b)在 17 日 1200 UTC 從 19°N 的南海地區有水氣 隨時間往北傳送,CTL 組(圖 4.50a)的水氣傳輸反而不明顯,NQBWO 組(圖 4.50c)則沒有伴隨西南氣流的現象。此外,NMJO 組的水氣通量 輻合程度則是三組模擬之中最強的(圖 4.51)。

由於卡玫基颱風時期的 MJO 環流會抑制西南氣流,因此移除不利 因素後在包含西南氣流降雨時期的 18 日 0000 UTC 到 19 日 0000 UTC 的 21⁰~22⁰N 範圍內 NMJO 組降水明顯提升(圖 4.52)。接著看到西南 氣流時期平面降雨圖(圖 4.53),三組模擬的降雨都集中在臺灣西半 部地區,其中 NMJO 組(圖 4.53b)的降雨最為顯著,而 NQBWO 組(圖 4.53c)的降雨分佈雖然與其他兩組相似但卻是由直接西行的颱風環 流所造成,也因此產生大量降雨於西南方海面上,強對流卻沒有被移 入陸地。詳細計算季內振盪產生的降雨差異,圖 4.54 顯示 MJO 在臺 灣西南部抑制了 100 mm 左右的降水;QBWO 則增加了西半部約 50~100 mm 降雨。這是因為 NQBWO 組的路徑並沒有北行,強降雨出現在颱風 所到之處,因此前兩組將對流雲帶往北帶的現象並沒有發生,中部與 北部的降水也顯著減少。

最後分析的颱風個案為莫拉克颱風,是所有個案中路徑最為一致 的案例,藉此可以直接比較季內振盪對西南氣流共伴的影響程度。分

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析降雨要素的剖面時序圖(圖 4.55、4.56、4.57、4.58),無論是風 場、水氣場、水氣通量的輻合程度,三組模擬的時序變化相似,而強

析降雨要素的剖面時序圖(圖 4.55、4.56、4.57、4.58),無論是風 場、水氣場、水氣通量的輻合程度,三組模擬的時序變化相似,而強

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