第三章 夏季季風指數和台灣降雨的關係
3.1 指數的選取
受季風影響的地區除了盛行風的改變之外，最明顯的變化就是降 雨量的變化，因此可以利用盛行風的改變和降雨的多寡來代表季風的 活躍表現。爲了量化季風氣候的變異度，許多前人研究使用降雨或大 氣環流來定義不同的季風指數，例如 Webster and Yang 在 1992 年提 出的 W-Y、Goswami et al 在 1999 年提出的 SAM、Wang and Fan 在 1999 年提出的 DU2，以及 Lau et al 在 2000 年提出的 EAM 等，這些指數的 定義和可以反應的降雨強弱區域並不相同。Yang and Lau (2006)的研究 顯示，在上述的指數中，以 DU2 和東南亞及西太平洋地區的降水相 關性最大，因此他們稱 DU2 指數為 SEAM，本文亦稱為 SEAM。
本文所選擇的季風指數是 SEAM，其定義是 U850 (5°-15°N，90°-130°E) - U850 (22.5°-32.5°N，110°-140°E) ，SEAM 和東南亞及西太平洋地區的 降水相關性很大，如圖 3.1，陰影處代表 SEAM 和 CMAP 降雨的相關 係數大於 0.5 以上的區域，台灣也地處這個區域，故本文選用 SEAM 來定義夏季季風的活躍與不活躍。
圖 3.2 是 SEAM 的時間序列圖，紫色直線為 1950~2005 年的年際
變化，藍色折線為 SEAM 的 11 年滑動平均(1955~2000 年)，可發現 SEAM 的年際變化相當大，它和台灣六測站的降雨相關將於 3.2 節中 討論。為探討台灣附近的大氣環流在季風活不活躍年之差異，將 11 年滑動平均後的數值定義為 R-SEAM ，選取 R-SEAM 較高的 10 年為 季風年代際變化活躍年(1973 年~1982 年) ，而 R-SEAM 較低的 10 年 為季風年代際變化不活躍年(1991 年~2000 年) ，R-SEAM 和台灣六測 站的降雨相關將於 3.3 節中討論。
3.2 指數和台灣降雨的相關
本文採用中央氣象局所定之豪大雨標準，日雨量達 50mm 以上為 大雨，其中日雨量達 130mm 以上為豪雨，表 1 為台北、台中、台南、
高雄、花蓮及台東六個測站從 1950 年至 2005 年的 5~6 月和 7~9 月的 豪雨次數、大雨次數、月雨量的 56 年平均值(台東的資料從 1952 年 起)，可發現 5~6 月時的台中、台南和高雄在每一項都比其它三個測 站高，東部兩測站都是偏低的，這和陳與楊(1988)的研究顯示在 5 ~6 月梅雨期間，中央山脈以西的豪雨發生頻率比以東為多是符合的，而 台北在 5~6 月時的大雨次數和月雨量是比東部測站高，但豪雨次數上
卻是特別低；7~9 月時台南、高雄和台東的每一項變數都較高，台北 和台中都較低。整體而言，台南和高雄的每一季的豪雨、大雨次數和 月雨量都比其它四個測站高，應該是和位於季風影響的迎風面有關。
從表 2~表 3 也可以看出各測站的大雨次數和月雨量相關性非常 高，豪雨次數和月雨量的相關係數也非常高，這代表這些測站若除去 豪雨、大雨發生日的雨量，則平均月雨量會明顯降低。值得注意的是 台北測站在 5~6 月的豪雨次數非常低，月雨量卻不少，所以在表 3 中 豪雨次數和月雨量的相關係數就沒有其他測站來的高。
因為各測站的豪雨次數都不超過 0.6 次/月，大雨的定義就涵蓋 了豪雨，因此以下用豪大雨稱之。我們將台北、台中、台南、高雄、
花蓮和台東六個測站從 1950 年至 2005 年的 5~6 月和 7~9 月的豪大雨 次數、月雨量的 56 年平均值(台東的資料從 1952 年起)分別和 SEAM 做相關，如表 4。以下依月份分別討論之：
圖 3.3(a)~(b)為台北、台中、台南、高雄、花蓮和台東在 5~6 月 的豪大雨次數和月雨量的時間序列圖(1950~2005 年)，r 為和 SEAM 的 相關係數，我們發現台灣六測站的 5~6 月豪大雨次數、月雨量和 SEAM 的相關係數很低，可以說沒什麼相關性。
圖 3.4(a)~(b)同圖 3.3，但為 7~9 月，台灣六測站中只有高雄、花 蓮、台東的月雨量和 SEAM 有一點相關，但相關係數也不高。
所以 SEAM 的年際變化和台灣六測站的 5~6 月或 7~9 月的豪大 雨次數、月雨量的年際變化並沒有太大的對應關係，在圖 3.1，SEAM 和 CMAP 降水的相關圖中，台灣雖處於相關係數 0.5 以上之區域，但 因台灣有多樣的地形地貌，影響降雨的因素不只有季風一項，所以在 年際變化上沒有太大關係。
3.3 11 年滑動平均過的指數和台灣降雨的相關
爲了討論季風的年代際變化，我們將台北、台中、台南、高雄、
花蓮及台東六個測站從 1950 年至 2005 年的的豪大雨次數、月雨量的 56 年平均值(台東的資料從 1952 年起)作 11 年滑動平均，再和 SEAM 的 11 年滑動平均即 R-SEAM 作相關，如表 5，以下依月份分別討論 之：
圖 3.5(a)~(b)是 5~6 月的豪大雨次數、月雨量的 11 年滑動平均的 時間序列圖(1950~2005 年)，r 為和 R-SEAM 的相關係數，我們發現西 部四個測站的豪大雨次數、月雨量均和 R-SEAM 呈現高的正相關，東 部的測站只有花蓮在豪大雨次數、月雨量上和 R-SEAM 呈現負相關，
所以在季風年代際變化活躍年代(1973~1982 年)，西部測站的豪大雨次
數和月雨量也會較高，而花蓮的豪大雨次數和月雨量反而是較少的。
圖 3.6(a)~(b)的說明如圖 3.6，但為 7~9 月的結果。和 R-SEAM 呈 現正相關的測站有花蓮的豪大雨次數，和 R-SEAM 呈現負相關的有台 北、台中、台南的豪大雨次數，以及台北、台中、台南、花蓮、台東 的月雨量，也就是說在季風年代際變化活躍年代(1973~1982 年)，西部 測站除了高雄以外，其豪大雨次數和月雨量反而是較少的，東部的月 雨量也較少。而影響 7~9 月的豪大雨因素除了季風之外，颱風也是一 項重要的因素，從表 6 我們發現除了台南和高雄之外，不管是次數或 雨量上，其他四個測站因侵台颱風所產生的豪雨佔總豪雨的比例均很 高，因此我們將受颱風影響的豪雨雨量扣掉之後的新豪雨雨量再和 R-SEAM 作相關，如表 7，會發現台北、台南、高雄的相關係數變化 不大，台中的負相關降低，東部的兩個測站則會從負相關變成正相 關，代表除季風年代際變化外，侵台的颱風次數和路徑是影響花蓮和 台東的月雨量另一重要因素。
因此我們發現台灣西部四個測站在 5~6 月的豪大雨次數和月雨 量都和 R-SEAM 呈正相關，在 7~9 月除高雄外都呈負相關，與 5~6 月 時相反；東部的花蓮在 5~6 月都和 R-SEAM 呈負相關，到了 7~9 月的 豪大雨次數卻變成正相關。我們推測，在季風年代際變化活躍年代的 5~6 月盛行西南季風，使得西部四測站的豪大雨次數和月雨量也偏
多，東部測站則偏少；到了 7~9 月，降雨的因素不只有季風一項，颱 風的影響是否使得豪大雨次數和月雨量上呈現和 5~6 月相反，有待進 一步研究。
