陳 泰 然 話說臺灣的梅雨 臺大校友會講座 臺大講座 / 大氣科學系特聘教授 國立臺灣大學 時間:2012年6月9日(星期六)上午 10:00 – 12:00 地點:臺大校友會館
一、東亞季風與梅雨 二、氣候上的梅雨分類 三、宋代詩人梅雨觀 五、1980前之臺灣梅雨研究 六、1980後之臺灣梅雨研究 七、近年來的梅雨研究 八、氣候變遷下的梅雨 四、臺灣梅雨觀
一、東亞季風與梅雨 全球獨特的天氣與氣候現象 臺灣在多重因素影響下,四季分明、天氣多變,各季節均有災變天氣,颱風、寒潮、梅雨、乾旱。 歐亞大陸 中緯度系統 太平洋 東 北 季 風 西 南 鋒面 中央山脈 熱帶系統(颱風) 100E 110E 120E 130E 140E 40N 30N 20N 臺灣在多重因素影響下,四季分明、天氣多變,各季節均有災變天氣,颱風、寒潮、梅雨、乾旱。
2007年5月18日20時 華南與臺灣梅雨季(5月中旬 – 6月中旬)
2006年6月23日1時 日本梅雨季(5月下旬 – 6月下旬)
2007年7月9日9時 長江流域梅雨季(6月中旬 –7月中旬)
2007年7月19日6時 韓國梅雨季(7月中旬 – 8月中旬)
2007年2月7日9時 L 極鋒
二、氣候上的梅雨分類 由鋒面與降雨決定 正常梅、多梅、少梅、間歇梅、空梅 霉雨、沒雨 濕梅、乾梅
三、宋代詩人梅雨觀 (一) 宋 曾幾 (江西贛縣) 「三衢道中」 梅子黃時日日晴,小溪泛盡卻山行; 綠陰不減來時路,添得黃鸝四五聲。 日日晴 空梅(沒雨)? 空間變化(地理位置、局部現象)? 年際變化?
(二) 南宋 趙師秀(浙江溫州)「有約」 黃梅時節家家雨,青草池塘處處蛙; 有約不來過夜半,閒敲棋子落燈花。 家家雨 霉雨、正常梅、多梅、濕梅?
(三) 南宋 戴復古(浙江台州)「夏日」 乳鴨池塘水淺深,熟梅天氣半陰晴; 東園載酒西園醉,摘盡枇杷一樹金。 半陰晴 正常梅、多梅、少梅、間歇梅?
四、臺灣梅雨觀 臺灣諺語:未吃五日節粽,破裘不願放。 (5月10°C,6月15.6°C) 2. 臺灣民歌:「河邊春夢」 河邊春風寒,怎樣阮孤單, 舉頭一下看,幸福人做伴…
五、1980前之臺灣梅雨研究 Q1:臺灣有沒有梅雨?為什麼? 由農業走向農工商並重時代,梅雨期連續性降雨 對臺灣中北部二期稻作造成嚴重影響。 臺灣各地均有梅雨現象,尤其中南部最顯著。 梅雨季雨量集中
全台皆有梅雨,並以中南部最顯著。 梅雨季豪雨全台皆發生,並以中南部最多。
Q2:臺灣梅雨的氣候特徵?為什麼? 梅雨鋒與降雨觀點 梅雨季(期)氣候特徵觀點 梅雨期、梅雨季 多梅、少梅、空梅、乾梅、濕梅 年際變化 其他 梅雨鋒與降雨觀點 平均環流特徵 不同性質梅雨期環流特徵 鋒面與鋒生時空分布 鋒面與降雨關係 其他 梅雨季(期)氣候特徵觀點
Q3:梅雨季中尺度氣候特徵?為什麼? Q4:鋒面之天氣動力特徵?為什麼? 梅雨鋒與降雨 中尺度低壓與降雨 低層噴流與降雨 梅雨鋒之三維結構 鋒面之演變:鋒生過程(鋒面形成、發展及維持) 例:1975年6月10-15日梅雨鋒面個案診斷分析 (先後研究達20年)
六、1980後之臺灣梅雨研究 1981年「528桃竹苗豪雨」事件引發的問題 Q1:經濟活動轉型 氣象災害轉型? 經濟急速發展、社會遽變、國土超限使用,大自然反撲。 工商業主宰時代,梅雨期豪(大)雨對工商、水利、交通、 建設及人民生命財產造成嚴重影響。 1981年「528桃竹苗豪雨」事件引發的問題 Q1:經濟活動轉型 氣象災害轉型? (農業工商業) (連續性雨豪雨)
Q2:豪雨預報能力為何?為什麼? C F QPF(定量降水預報) 現況 T得分: 前估: 偏倚: 後符: T得分之概念示意圖。F為預報定量降水的範圍, 為觀測到的定量降水範圍,C為正確預報範圍 T得分: 偏倚: 前估: 後符:
TS 前估 後符 颱風 梅雨 中央氣象局豪(大)雨預報能力 0.60 0.68 0.85 0.17 0.20 0.57 綜觀尺度過程 V.S. 中尺度過程 梅雨季豪(大)雨:對中尺度過程缺乏了解
Q3:如何改進豪雨預報能力? 大型國際合作之科學研究實驗計畫 (一) 臺灣地區中尺度實驗計畫(TAMEX;1983-1992) 長程目標: 透過基礎研究與應用研究,增進對劇烈區域性豪雨之 了解以改進豪雨預報能力,減少豪雨帶來的損失並增加 水資源利用之經濟效益。 主要目的:包括基礎研究、應用研究及技術發展 研究重點: 1.伴隨梅雨鋒面的中尺度環流系統 2.在梅雨鋒面內發展的中尺度對流系統 3.地形對於梅雨鋒面及中尺度對流系統的影響 科學問題:與主要目的及研究重點有關的30項科學問題。
實地作業參加單位(1987年5月1日-6月30日) 我
規劃與執行 由TAMEX計畫辦公室負責,在1983年9月至1987年4月間, 參與規劃之單位與人員,包括美方15所大學與4個研究單位 50多位科學家,以及我方5個學術單位與3個氣象作業單位 40多位專家學者,工作分組包括: 科學管理組、實地管理組、資料管理組、後勤裝備組、 飛航管理組及都卜勒雷達組。 參與執行實地作業人員,包括美方10所大學及3個研究單位70多位學者專家,我方4個大學/專校及11個作業單位80多位學者專家及1000多位專業技術人員。
(二)1992 Post-TAMEX預報實驗 1992年5~6月TAMEX預報實驗的主要目標,在於應用TAMEX 基礎研究與應用研究的成果,以建立梅雨季豪雨及定量降水之短期 與即時預報能力。確切而言,這項預報實驗之目的有四: (1) 引進新的預報觀念於中尺度預報作業系統。 (2) 利用中央氣象局所建置之即時預報系統(Weather Integration and Nowcasting System;WINS)以及TAMEX計畫所獲得的 新預報方法,以建立對豪雨及定量降水之即時與極短期預報 能力。 (3) 建立即時預報與極短期預報之預報基準(baseline),以為未來 改進預報之參考標準(包括:新預報區、新預報期限與新預報 內容等)。 (4) 測試不同預報方法對於豪雨及定量降水在0~24小時的預報能力 。
(臺灣、美國、加拿大、南非),先後成立10個工作小組, 展開各項規劃工作與實驗之準備工作,包括: 為達成預報實驗目的,由國內外75位專家學者 (臺灣、美國、加拿大、南非),先後成立10個工作小組, 展開各項規劃工作與實驗之準備工作,包括: 1.綜觀經驗定則組 (7位) 6.數值預報應用與專家系統 開發組 (10位) 2.概念模式組 (12位) 7.預報設計組 (8位) 3.中尺度氣候組 (5位) 8.預報評估校驗組 (6位) 4.衛星資料應用組 (9位) 9.(梅雨季)豪雨預報訓練小組 (CWB) (3位) 5.雷達資料應用組 (9位) 10.科學顧問諮詢小組 (6位)
(三)臺灣季風降雨實驗 (TIMREX, 2008, 5-6) (Taiwan WRP 2000-2010) 科學目標: 加強臺灣梅雨季西南氣流導致之豪大雨天氣系統之 基礎了解,以改進現有定量降雨預報之精確度。 研究重點: 1.南海與臺灣海峽西南氣流之動力和熱力性質。 2.西南氣流內之中尺度低壓、中尺度氣旋、 低層噴流、低層氣流輻合帶及密集溫度與 水氣梯度帶。 3.豪雨系統之對流組織動力、降水之雲微物理過程 及島嶼環流與地形效應。
˙國外參與大學及研究機構: ˙國內外主要額外設備: 美 國:華盛頓大學、洛杉磯校區加州大學、猶他大學、夏威夷大學、北卡州立大學、科羅拉多州立大學、奧克拉荷馬大學、NOAA、NASA、NCAR 加拿大:蒙特婁-麥基爾大學 日 本:名古屋大學 韓 國:漢城大學、釜慶大學、慶北大學 澳大利亞:氣象局 菲律賓:氣象局 ˙國內外主要額外設備: NCAR之S波段雙偏振雷達(SPOL)、名古屋大學之X-band Doppler radar、釜慶大學之PHONE08/VPR/disdrometer;飛機 投落GPS探空儀、船舶和山區地面GPS氣球探空儀、X-band雙偏極 雷達、福衛三號GPS sounding
Q4:中尺度過程與豪雨之關係?為什麼? 鋒面與豪雨 中尺度低壓與豪雨 低層噴流與豪雨 地形效應與豪雨
七、近年來的梅雨研究 Q1:梅雨鋒面系統為什麼發展? Q2:潛熱釋放在梅雨鋒面系統的角色? 梅雨鋒、鋒面低壓、低層噴流
低層噴流 鋒面、鋒生及旋生 形成機制 梅雨鋒面 與豪雨關係 旋生 鋒生 變形場 CISK 斜壓性 移動 強(▽T大;ζ, q, ) 動力上的傳播 運動上的平流 ▽T 及/或 ζ, q 增大 鋒面、鋒生及旋生
八、氣候變遷下的梅雨 Q1:氣候變遷下,臺灣地區梅雨特徵有無變化? 臺灣地區梅雨季之平均時降雨強度、日降雨強度、 豪(≧130 mmd-1)大(≧50 mmd-1)雨及 大豪雨(≧200 mmd-1)發生頻率等,後期(2001-2010) 與前期(1993-2000)之差異為何?
西南部平均時降雨強度顯著增大。 西南部日降雨強度顯著增大。
西南部豪雨出現頻率顯著增大。 西南部豪大雨出現頻率顯著增大。
西南部72個雨量站分布。
1993-2010年臺灣 西南部梅雨季 大豪雨 (≧200 mmd-1), 出現時間與測站數 顯示,後期規模 (時空)有增大趨勢 94 95 96 97 98 99 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 0515 0516 0517 1 0518 0519 0520 20 0521 6 0522 0523 5 0524 0525 0526 4 0527 3 0528 0529 2 0530 0531 0601 7 0602 0603 0604 0605 11 0606 0607 51 0608 23 0609 34 0610 42 0611 0612 31 0613 0614 47 0615 36 1993-2010年臺灣 西南部梅雨季 大豪雨 (≧200 mmd-1), 出現時間與測站數 顯示,後期規模 (時空)有增大趨勢 。黃色與灰色分別 代表梅雨鋒與 颱風之影響。
氣候變遷下的臺灣梅雨 西南部平均時降雨強度,後期比前期顯著增大。 西南部日降雨強度,後期比前期顯著增大。 西南部豪雨出現頻率,後期比前期顯著增大。 西南部豪大雨出現頻率,後期比前期顯著增大。 西南部大豪雨之規模(時間、空間),後期比前期顯著增大。