運用大尺度西南氣流指數法預報臺灣梅雨季極端降雨頻率年際變化

期刊名稱: 大氣科學期刊
Volume: 45
Issue: 2
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卓盈旻 1, 2 盧孟明 1*

1中央氣象局氣象科技研究中心

2 資拓宏宇國際股份有限公司氣象科技事業處

(中華民國一○六年六月二十三日收稿;中華民國一○六年九月二十八日定稿)

摘 要

梅雨季極端降雨事件是臺灣的重要災害天氣,然而事件發生趨勢的季度預報研究卻尚未見文獻探 討。本文提出大尺度環流指數降尺度預報法,以中央氣象局月與季短期氣候預報系統(TCWB2T2)產品應 用為例,說明臺灣梅雨季極端降雨頻率二分類機率預報及準確度評估結果。極端降雨事件的判斷標準乃 是根據臺灣西部 10 個測站的各站 50 年(1951~2000)五、六月發生最大日雨量的中位數為各站的門檻值, 收集至少有一站事件發生的日期與資料研判利於極端事件發生的大尺度條件。極端事件發生的 177 天 中,有 70%的個案出現正渦度距平低壓氣旋環流從華南經臺灣通過東海到日本南方洋面,並有從西南往 東北方向的負渦度距平高壓反氣旋環流從南海東北部經菲律賓往西北太平洋延伸,而在南海北部到琉球 附近的正、負渦度距平之間有強勁的西南氣流等特徵,據此設計了西南氣流指數(Southwesterly Flow Index, SWFI)作為預報因子。預報對象為梅雨季 10 個測站加總的事件數,定義為梅雨季極端降雨事件發 生頻率(Taiwan Mei-yu Extreme Rainfall Frequency, TMERF),TMERF 與 SWFI 的 50 年相關係數達 0.62, 在 16 年驗證期(2001~2016)的相關係數有 0.75。由於 SWFI 的預報結果可從全球數值預報系統產品計算 獲得,因此能用 SWFI 預測值進一步預測 TMERF 的變化,也就是將全球模式的預報結果降尺度到臺灣 應用。以氣象局 TCWB2T2 作業性預報為例,以每年四月的每日觀測分析場作為預測初始值得到 120 組SWFI 的預測值,藉此即能預測 TMERF 的變化傾向。TMERF 在回溯預報期(1982~2011)的二分類機率 預測有 56.7%命中正確類別,5 年實時預測(2012~2016)有 3 年預測正確。SWFI 降尺度方法的物理基礎 在於它的變化反應出與臺灣息息相關的東亞與西北太平洋季風氣候系統和太平洋與印度洋海溫變異的 關係。本預報方法未來可廣泛運用到其他全球預報系統產出的季內至年際尺度預報資料,能改善臺灣梅 雨季極端降雨事件發生趨勢的季度預測。

關鍵字:梅雨、極端降雨預報、長期天氣預報、月與季預報、臺灣氣候

通訊作者:盧孟明
服務單位:中央氣象局氣象科技研究中心
連絡信箱:mongminglu@gmail.com