台灣地區梅雨期豪(大)雨預報法
俞家忠
台大大氣科學系
一、前言
台灣地區我國東南一海島,本身呈北北東至南南西之走向,中間有高聳的中央山脈。台灣西方隔海峽有廣大的亞洲大陸,並有高聳的新康藏高原,東方則有一望無際的浩瀚太海洋。這種大範圍海陸分布的差異性,乃使台灣成為顯著季風區;冷季(十月至翌年四、五月),極地大陸冷氣團活躍,台灣盛行東北季風。此期間,如中、高緯地區無阻塞系統情況之下,一般大陸性高壓呈周期性(以五至七天一次為最多)南下,控制了台灣地區之天氣。一般引起天氣變化的主要系統有:鋒面,高壓系統強度與動態,形成於較低緯地區的溫帶低壓(如華南低壓,台灣低壓)及其動態,南支槽,台灣地區東北季風強度與厚度等。熱季(六月下旬至九月中旬)、華南(中)地區多為低壓所佔,太平洋高壓勢力西伸擴及台灣,台灣地區出現西南季風。此期間,除太平洋高壓動態與強度影響外,控制台灣地區天氣變化的主要系統有:颱風,熱帶低壓,間熱帶輻合區(ITCZ),高空西南風強度等。
上述兩種季風之更迭,理應有兩個變換季,即由西南風轉換成東北季風期以及由東北季風轉換成西南季風期。但由夏入秋後,極地大陸高壓強度增強快速,可迅速南下影響台灣而無明確的交替期,使台灣地區於每年九月下旬至十一月中旬間成為南、北兩種氣壓系統互控期;期間以北來系統占絕對優勢。如當極地大陸高壓南下,碰到較低緯地區有熱帶低壓系統(颱風及T.D)北上並向台灣地區趨近,此種共伴環流會造成台灣及四周海域強烈氣壓梯度,並形成台灣北部及東北部地區持久性之顯著降水(以地形雨為主,環流雨為副),甚或導致嚴重水災。此種共伴環流之特徵,除大陸出現強高壓與台灣附近海上熱帶低壓系統外,地面鋒面位於日本南方海上經琉球至台灣地區,北部測站探空觀測有明顯的鋒面逆溫,地面至5,000-7,000呎為較強東北風,風向隨高度逆轉,顯示有冷平流,6,000-10,000呎以上為順轉,有顯著暖平流。自東北季風轉換為西南季風間,台灣地區有長達一個月以上的緩衝期,時間多發生在五月中、下旬至六月中、下旬。此期間,因大陸高壓強度漸減弱而太平洋高壓強度漸增,致常有大陸高壓與太平洋高壓勢力勢均力敵的情況,乃出現鋒面通過台灣及附近海域速率緩慢、駐留及南移北推互不相讓的現象,使鋒面影響台灣地區天氣的機會增多。同時,當鋒面趨近及通過台灣期間,伴隨有低、中層中尺度擾動系統所形成的顯著輻合及高層顯著輻散配合下,更可導致局部性或區域性的豪(大)雨,造成嚴重災害。
綜合上述各季(期)在台灣地區所發生之顯著降水天氣,除西南季風期因氣流受對流兼具地形影響而成的午後雷陣雨多屬中尺度之r尺度(此種氣團性雷陣雨,可藉探空資料利用氣包法加以預測)外,多數大尺度及中尺度之a尺度,系統比較把握,利用各種預報方法所得的準確度較好。唯屬五、六月梅雨期所發生的豪(大)雨,他是各種不同尺度系統(鋒面、低層噴流、各種槽線相交、中尺度低壓……等)及地形互相影響下之產物,預報上困難度遠較其他季節者為大。同時,當台灣地區因鋒面過境而發生豪(大)雨時,大多半有各種強度亂流、雷電交加、雲幕低垂、能見度惡劣等嚴重影響飛安的天氣現象。筆者為報答國家多年培育之恩,時時想到回饋氣象。故除教學外,不但從事實用方面的氣象研究,以期提高各種天氣預報準確率。茲將部分研究成果—梅雨期豪(大)雨預報法,提供於后以供預報作業參考運用。
本預報法則,係從反覆分析各種天氣圖、補助圖、合成圖並配合數十年預報與教學經驗,研製而成。前面業已述及,台灣地區的豪雨,是各種低、高層天氣因子以及地形密切配合下之結果,而這些氣象因子相互所佔之比重,每視時空及個案之不同而有所改變。同時,對那些鋒面過境綜觀環境大致相同而並未觸發豪雨的諸多情況,因時間所限未能作詳細分析,尚未獲得未能發生豪雨負面因子的優先次序。此文中所謂之豪雨,係指時雨量在15 mm(含)以上及日雨量在100(含)以上之降水。所謂大雨係指日雨量在50 mm (含)以上者之降水。