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台灣真有金鐘罩?氣象專家解密:為什麼2020年沒有一個颱風登陸台灣

台灣真有金鐘罩?氣象專家解密:為什麼2020年沒有一個颱風登陸台灣

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2020-12-01 11:02

2020年沒有颱風登陸臺灣的原因與影響專家意見

 

議題背景

 

今(2020)年至11月11日未有颱風登臺,距離上次全年都沒有颱風,已時隔56年。根據中央氣象局的紀錄,2020年颱風生成數量為22個,臺灣僅對5個颱風發布警報,其中只有1個颱風有發陸上颱風警報,且全數皆未登陸。據此,新興科技媒體中心邀請專家解析今年颱風未登陸的原因與影響。

 

專家怎麼說?

 

2020年11月12日

國立中央大學大氣科學系特聘教授 黃清勇

 

由於臺灣位於颱風移動路徑上,且因每年大尺度環境條件中的細微差異,都可能導致颱風軌跡的大幅變化,因此我們尚無確切的研究可得知全部颱風不登陸的原因。

 

但仍有一些研究清楚的指出,氣候變遷與西北太平洋地區颱風的生成與軌跡有密切相關,例如在聖嬰年西北太平洋地區會生成更多颱風,且颱風的軌跡會較早轉彎離開臺灣地區。[1]

 

現有的模型研究和觀察表明,颱風路徑一定程度上受到中央山脈的影響,但地形作用僅會導致路徑產生些微偏折,颱風強度減弱較為明顯,登陸地點僅有數十公里差異,不致影響颱風登陸,學理上沒有所謂「臺灣金鐘罩」的說法。[2]但今年已經不可能有大型的颱風登陸,如果沒有颱風登陸或靠近陸地,臺灣將處於乾旱季之中(颱風的降雨占臺灣年雨量的48%),因為在冬季與春季,與降水相關的天氣系統在高山流域的降雨不夠劇烈。

 

我們更確定的事實是氣候暖化會使西北太平洋上的強烈颱風更為增強,但颱風的總量仍然相似。[3]雖然每年颱風的生成與颱風的軌跡都會有變化,但從統計數據來看,對大面積土地範圍,例如中國,並不會有太大的不同,但對於較小的臺灣地區,「侵臺颱風」數量變化會大很多,尤其是登陸的颱風數量。

 

除非西北太平洋的海面溫度未來逐漸昇高,否則熱帶氣旋的數量並不會有顯著變化。有鑑於颱風的成因及移動受到區域與全球氣候變化的影響,因此很難預測未來颱風會不會更靠近或更常登陸臺灣,因為隨機變化是颱風內部動力學與環境演化相互作用的本質。

 

2020年11月16日

中央氣象局科長 陳孟詩

 

一般而言,西北太平洋每年平均有25至26個颱風生成,每個月都有機會生成颱風,其中以7月至10月生成個數最多。然而並不是所有的颱風形成後就會來臺灣,颱風的路徑由導引氣流決定,在夏季的導引氣流就是太平洋高壓(約分布於北緯30度的太平洋海面)。颱風生成後,當時的太平洋高壓如果太強,颱風就會向西(南海)前進,太平洋高壓如果太弱,颱風就容易北轉(日韓方向)。

 

圖一 太平洋高壓夏季平均圖

▲上圖分布於廣大太平洋面上,順時鐘旋轉的環流即為太平洋高壓,高壓西側會隨著季節向北移動,季節內也有西伸東退的變化(資料來源:中央氣象局

 

一般情況下,每年通常會有3至4個颱風影響臺灣,尤其是7月至9月。然而今(2020)年這段時間卻沒有颱風登陸,7月甚至整個西北太平洋沒有任何一個颱風生成,主要原因就是太平洋高壓偏強,抑制了對流發展。

 

太平洋高壓偏強的其中一個原因與正在發展的反聖嬰現象(熱帶東太平洋海溫異常偏冷)有關,反聖嬰現象會造成西北太平洋熱帶東風比往常更強,助長太平洋高壓的勢力範圍更往西擴展,使西南季風無法到達菲律賓東方海面,不利於颱風生成。

 

太平洋高壓偏強的另一個原因則與印度洋海溫有關。簡單來說,印度洋海溫偏暖會使當地對流發展旺盛,暖濕空氣上升至高空後往水平方向外流,其中一支下沉氣流抑制了南海對流發展,同樣也助長了太平洋高壓勢力向西擴展。

 

因此,今年7月西北太平洋沒有颱風生成,主要原因就是太平洋高壓偏強,而太平洋高壓的強度會受到熱帶東太平洋及印度洋影響,其中印度洋海溫因全球暖化而呈現長期上升的趨勢(如下圖二),剛好與太平洋高壓向西擴展的長期趨勢吻合,換句話說,全球暖化可能是太平洋高壓增強的重要影響因子。[4]

 

圖二 1950年1月到2020年9月印度洋海域溫度

資料來源:中央氣象局繪製,海溫資料採用美國國家海洋暨大氣總署實測資料重建之海洋表面溫度資料(ERSST V.5)

 

今年到11月30日為止[5],西北太平洋上已經生成22個颱風,與歷年同一段時間颱風生成的平均值(約24.5個)相近。至於颱風中心為什麼沒有登陸臺灣,純粹是因為颱風生成後,當時太平洋高壓的所在位置剛好不利颱風登陸臺灣罷了。

 

颱風雖然會為臺灣帶來災害,但是沒有颱風也不是件好事。臺灣主要的雨水來源為梅雨和颱風,每年濕季(5月至9月)和乾季(10月至隔年4月)的雨量佔全年雨量的比,在北部為6:4,中部約為7:3,南部則高達9:1。

 

換句話說,如果當年濕季颱風帶來的雨水不夠,接下來的乾季就有非常高的機會面臨缺水的風險,尤其是中南部。如果未來氣候變遷的趨勢仍然持續,意味著太平洋高壓偏強的機會增加,西北太平洋颱風個數減少的機會也會大幅增加。

 

2020年11月22日

中央研究院環境變遷研究中心特聘研究員暨副主任 許晃雄

 

以颱風數量而言,比起2010年14個颱風與1998年16個颱風,今(2020)年22個不算是颱風極少的年份[6]。但是,若以颱風活躍度來看,到2020年11月18日為止氣旋能量指數僅約長期平均的55%[7、8]。這表示雖然今年颱風數沒有明顯降低,但颱風整體活躍度極低。更特別的是7月無颱,且直到11月初都無侵臺的颱風。

 

颱風活躍度與路徑,主要受到西北太平洋的副熱帶高壓(簡稱副高)與季風槽[9](及低壓帶)的相對興衰與位置影響。颱風少(如2010年與1998年)與低活躍度(如2020年)的年份,副高就較強,且往西/南擴張,季風槽則相對弱且往西萎縮。

 

研究發現強副高的現象常是由其他海洋盆地(如北印度洋、熱帶大西洋、副熱帶東北太平洋)的高海溫,以及反聖嬰期間熱帶東太平洋的偏低海溫所引發。相對的,西北太平洋的高海溫會強化季風槽而減弱副高。

 

如果上述多處海洋盆地水溫同時偏高,產生複合效應,可能造成極強的副高與極弱的颱風活躍度。如2010年,強反聖嬰現象使熱帶東太平洋海溫異常偏低,同時熱帶大西洋破紀錄的高海溫與北印度洋高海溫,造成當年極強的副高與破紀錄低颱風數[10]。

 

 

今年的獨特現象是6到10月每一個月份的副高都非常強,且往西南延伸至原本被季風槽盤據的菲律賓海,持續長達5個月,極為罕見。在副高壟罩下,菲律賓海的大氣非常穩定,對流不活躍、雲量少、風弱,大氣從海洋取得的能量少,加上海表面吸收較多太陽輻射,海水溫度因而升高。同時今年夏季,北印度洋海溫破最高紀錄,入秋以後反聖嬰形成熱帶東太平洋低海溫,都可能是2020年持續維持強副高的驅動力。

 

中研院環境變遷研究中心利用高解析度的全球大氣模式,模擬21世紀末海溫升高的情況下全球颱風的可能變遷,發現在熱帶大西洋、印度洋、北太平洋海溫暖化的影響下,西北太平洋颱風數量可減少高達40%,但是強度增強[11]。其他研究利用該模擬結果也發現影響臺灣的颱風數將大幅減少,颱風雨量與風速可增加40%以上,但因為侵臺數減少,颱風雨對臺灣全年雨量的貢獻將大幅降低[12、13、14]。

 

颱風路徑主要受到副高與季風槽之間的導引氣流影響,侵臺颱風數量少也常與異常的環流分布有關。2020年副高強,夏季的導引氣流多往北,因此颱風季前期颱風多往北移動,甚至到達韓國與中國東北,秋季則多在臺灣南方往西移動,形成了11月之前無侵臺颱風的特殊現象。

 

上一次無侵臺颱風是1964年的反聖嬰颱風季,因為強勁的高壓盤據了臺灣東方的整個北太平洋,夏季期間引導颱風往北移動,秋季則往西移動,與2020年情況類似。

 

1941年也是無侵臺紀錄,原因與其他年份不同,是太平洋高壓偏弱且偏東北,菲律賓海一帶導引氣流弱。2018年僅有1個侵臺颱風在臺灣北方海上擦邊而過,影響臺灣甚小,原因是副高異常偏北,颱風一生成常被引導直接北上,導致當年有10個颱風侵襲日本。2019年雖然有3個侵臺颱風,但多是外圍環流影響臺灣,因此災情不嚴重。

 

以上分析顯示除了颱風生成與侵臺數,更重要的是颱風活躍度與衝擊臺灣的程度,過多及過強會造成水災、坍方、土石流等自然災害,過少及過弱則減少可用水資源,有旱災疑慮。2020年颱風與副高的異常現象與氣候變遷推估結果類似,但仍須進一步研究才能研判這些異常現象是否已經受到人為暖化影響。

 

註釋及參考資料:

[1] Hong, C-C., Lee M-Y., Hsu, H-H, and Tseng, W-L (2018). “Distinct Influences of the ENSO-Like and PMM-Like SST Anomalies on the Mean TC Genesis Location in the Western North Pacific: The 2015 Summer as an Extreme Example.” Journal of Climate 31(8): 3049-3059.

[2] Huang, C-Y., Juan, T-C., Kuo, H-C., and Chen, J-H (2020). “Track Deflection of Typhoon Maria (2018) during a Westbound Passage Offshore of Northern Taiwan: Topographic Influence.” Monthly Weather Review 148(11): 4519-4544.

[3] 氣候變遷推估資訊與環境變遷調適平台(2018)。臺灣氣候的過去與未來《臺灣氣候變遷科學報告2017──物理現象與機制》重點摘錄。臺北:國家災害防救中心

[4] 許晃雄、李威良、許乾忠、蔡宜君、杜佳穎、王懌琪、陳正平(2018)。〈台灣氣候模擬系統—探索氣候的前世今生與來世〉,《自然科學簡訊》30(1): 18-23。

[5] 由於歷年資料統計時間為1月1日至11月30日,為了使比較基礎一致,在確認今年至11月30日之颱風總數後,修正內文日期。(2020/11/30補充)

[6] RSMC Tokyo - Typhoon Center, “Climatology of Tropical Cyclones.” Retrieval Date: 2020/11/24

[7] Colorado State University Department of Atmospheric Science, “Tropical Meteorology Project.” Retrieval Date: 2020/11/24

[8] 氣旋能量指數(accumulated cyclone energy, ACE)是以颱風最大風速平方乘以颱風天數的累積動能,到2020年11月18日為止,累積能量為148.5×104海哩平方,僅約是長期平均值271×104的55%。

[9] 編註:西北太平洋季風槽(Monsoon trough)是指來由中南半島往東延伸至菲律賓海的低壓帶,有大量水氣輻合,對流旺盛,容易形成颱風。

[10] Hong, C.-C., Lee, M.-Y., Hsu, H.-H*., Lin, N.-H., and Tsuang, B.-J. (2015). “Tropical SST Forcing on the Anomalous WNP Subtropical High during July–August 2010 and the Record-high SST in the Tropical Atlantic.” Climate Dynamics, 45, 633-650, doi: 10.1007/s00382-014-2275-5.

[11] Hsu, H.-H., (2018). “Reduced TC Activity and Enhanced Anticyclone in the WNP in a Warmer World: Projection and Mechanism.” 33rd Conference on Hurricanes and Tropical Meteorology, Ponte Vedra Beach, Florida, April 16-20, 2018.

[12] Tsou, C. H., Huang, P. Y., Tu, C. Y., Chen, C. T., Tzeng, T. P. and Cheng, C. T. (2016). “Present simulation and future typhoon activity projection over western North Pacific and Taiwan/East Coast of China in 20-km HiRAM climate model.” Terrestrial, Atmospheric and Oceanic Sciences journal 27: 687-703, doi: 10.3319/TAO.2016.06.13.04.

[13] 科技部(2017)。臺灣氣候變遷推估資訊與調適知識平台計畫。2020/11/24檢閱

[14] 同前引註4。

 

本文轉載自「新興科技媒體中心」,原文:2020年沒有颱風登陸臺灣的原因與影響專家意見

 

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