議題背景:

9/13日網路輿論與新聞,因NHK的「時事專欄」所發佈的2022年颱風路徑圖上,颱風都未朝台灣方向前進。因而網路輿論熱議「颱風都躲開台灣」、「颱風遇到台灣就繞道而行」、「颱風不敢挑戰中央山脈」。也有部分新聞提到,從2019年底至今,已經有三年沒有颱風登陸台灣。

台灣科技媒體中心曾在2020年邀請專家回應,該年沒有颱風登陸的原因(詳見:2020年沒有颱風登陸臺灣的原因與影響專家意見),今年邀請專家進一步解析,連年沒有颱風登陸的原因與可能影響,以及該如何理解這個現象較為正確?

相關報導:

專家怎麼說?

2022年09月14日
高雄科技大學海事資訊科技系教授  陳昭銘

颱風是一個低壓環流系統,傾向於在大範圍低壓帶中生成,生成後的路徑會朝向低壓帶中心區域移動,或受到高壓系統外圍環流之導引,呈現趨低壓避高壓的移動特性。

2020-2022年為連續三年的反聖嬰現象,到2022年9月中旬為止,也無颱風登陸台灣,可能與反聖嬰現象所引發的大尺度環流變化特性有關。過去研究顯示,反聖嬰現象會在北太平洋引發三種類型之高壓變化:

第一類型為高壓變化過強,會往西延伸橫跨台灣到南中國海,使颱風不易於台灣東南側生成,生成颱風也多會沿高壓變化南側西行,不易接近台灣。[1]

第二類型之主要變化位於台灣-日本間海域,於台灣南側、東南側為高壓變化,北側、東北側為低壓變化,有助颱風生成位置易偏北(北緯20°以北),生成後也易往北移動,這與2022年颱風活動狀態相似。[2][3]

第三類型之高壓變化強度不強,於台灣東側為高壓變化,西側為低壓變化,颱風於台灣東邊高壓變化南側生成後,易以西北路徑途經台灣到達西側低壓變化區域,會引發較多侵台颱風,如2016年的反聖嬰現象在9月時,有一個颱風登陸,另一個颱風中心緊貼鵝鑾鼻通過。(同參考文獻[1])

一般而言,反聖嬰現象所引發之環流變化以第一、二類型較多,導致侵台颱風易減少。三年連續反聖嬰現象也曾在1998-2000年發生過,但該三年中有二個颱風登陸台灣,故2020-2022年三年中,迄今無颱風登陸台灣,算是相當特殊的案例。

2022年09月15日
國立中央大學大氣科學系教授 黃清勇

Q1. 目前我們是否已有研究或是觀測資料,可以了解或推測連續三年颱風都「避開台灣」的原因?這在台灣的歷史資料中,是罕見的狀況嗎?

「避開台灣」應該指的是在接近台灣東側或北側時向北轉,颱風路徑會朝向日、韓前進,所以NHK會特別關注。從2019年底至今,的確已經有三年沒有颱風登陸台灣,但在定義上只要颱風暴風圈觸及台灣本土,即為侵台颱風。如果連續三年沒有侵台颱風,那我們絕對是面臨無法想像的情境。

2015年蘇迪勒颱風登陸花蓮,2016年尼伯特颱風登陸台東,2016年接著梅姬颱風登陸花蓮,2017年尼莎颱風登陸花蓮,其實這些偏西向颱風的路徑大同小異,透過數值模擬的控制實驗(比較移除台灣地形前後),可以明確得知中央山脈對颱風路徑的影響。但過去的模擬看到最多造成其路徑短暫偏折50公里,因此那些大幅度路徑北轉的颱風,基本是受到太平洋副熱帶高壓的環流,以及中國大陸天氣系統兩者綜合影響。

我查過中央氣象局颱風資料庫之颱風最佳路徑,過去70年來,颱風路徑由台灣東北側外海通過,但其路徑仍大致西行並未大幅度北轉往日、韓,共計有12個[4]。而今(2022)年的颱風,例如9月的梅花颱風在接近台灣東北側外海時即北轉,顯然非中央山脈的「護國神山」的魔力,否則過去那些路徑相似的颱風也無理由可以持續西行。

最近的研究顯示,2018年瑪莉亞颱風[5]及2019年利奇馬颱風[6],均受到中央山脈的影響,但其路徑僅在接近台灣時短暫向北偏折,使暴風圈稍為遠離台灣。因此,從這些觀測個案及模擬研究來看,所謂「避開台灣」等說法並無大氣動力學的支持點。

Q2. 連續三年未有颱風登陸可能的影響是什麼?

颱風是台灣淡水重要來源,但有無颱風「登陸」台灣本土,對此並不是唯一關鍵,只要有侵台颱風即可,因其外圍環流與近暴風圈通常可以帶來充沛的雨量。但侵台颱風外圍雨帶在台灣本土降雨會較不平均。相較之下,登陸的颱風可以帶來台灣山區(水源區)的全面性降雨,特別是在中央山脈陡坡,因此颱風是否登陸對較易缺水的中南部的影響比較大。

Q3. 我們可以將「未有颱風登陸」理解為受到氣候變遷影響?可以或不可以的原因是什麼?我們怎麼理解比較正確?

基本上,很多全球模式的數值模擬研究顯示颱風(颶風)強度及路徑,的確會受到氣候變遷與地球暖化的影響。但影響颱風路徑與強度的可能因素很多,因此很難直接說颱風是受到單一特定因素影響,一如前面所提,我們只認為台灣中央山脈是影響颱風登陸的原因是一個誤解,因為中央山脈主要是對登陸台灣的颱風強度有很大的破壞力,目前尚未有強烈颱風越過中央山脈後仍然維持同樣的強度;但對颱風路徑變化的影響,至多僅為數十公里,不致影響未登陸的颱風路徑,因此我們不能將其誤解為真的是「護國神山」的力量。

Q4. 或是這是否也可能與連續三年的反聖嬰現象相關?我們還需要什麼研究才能確定關聯性?

有些研究[7]顯示聖嬰現象會使西太平洋的偏西行颱風路徑較早北轉,而反聖嬰現象則使颱風路徑較易向西接近台灣。但這些是統計上的多數行為且針對大尺度範圍,僅針對幾個實際侵台颱風個案來看(如避開台灣小範圍),我們仍不甚清楚其與聖嬰(或反聖嬰)現象的關聯性有多強。如果侵台颱風個案能有幾十個,或許我們就能在統計上的顯著性加以確認。

2022年09月16日
中央氣象局長期預報課課長  羅資婷

從1958年至今,無颱風登陸臺灣的最長紀錄為兩年(1972-1973年及2020-2021年),若今(2022)年也無颱風登陸臺灣,那麼2020年至2022年將寫下連續三年無颱風登陸臺灣的紀錄,為有觀測紀錄以來首度發生。

依照目前的預測,2022年秋冬季反聖嬰超過7成的機率會持續發展,2020年至2022年亦成為連續三年的反聖嬰事件,在海溫的歷史紀錄中,曾經發生過兩次連續三年的反聖嬰事件,分別為1973年至1975年以及1998年至2000年,但當時均沒有發生連續三年颱風無登陸臺灣的紀錄,此可說明連續三年的反聖嬰事件發生,不一定會伴隨連續三年無颱風登陸臺灣的現象。 

分析過去歷史資料,從1958年至今,無颱風登陸臺灣的年份有十年,其中有七年為反聖嬰年,佔全部年份的70%,這些反聖嬰年的海溫和風場配置如圖一。從圖中黃色部分可看到,除了反聖嬰發展時,赤道西太平洋海溫偏暖,偏暖的印度洋也為重要角色,當印度洋至西太平洋的範圍都偏暖,赤道東風將比正常狀況下更西伸,太平洋高壓也偏強,位置更偏西,孕育颱風的季風槽偏弱,颱風生成數偏少。

以2020年至2022年夏季來看,反聖嬰持續發展,且此三年夏季印度洋的海溫也偏暖,偏強的太平洋高壓不利於颱風的生成,使得這三年的夏季西北太平洋生成颱風個數的確較氣候值偏少。換言之,連續三年反聖嬰的發展雖然並不一定伴隨連續三年無颱風登陸臺灣,但搭配偏暖的印度洋海溫配置,間接造成太平洋高壓偏強的影響,提供了不利颱風生成的環境場。颱風生成個數少,再加上太平洋高壓偏強且位置更偏西的因素,將造成颱風直接侵襲臺灣的機率也偏低。

圖一  無颱風登陸臺灣年份(選取反聖嬰年)的夏季環流圖

圖說:圖中黃色代表海溫偏高,藍色為海溫偏低,箭頭代表風場方向,箭頭指向左側為東風增強。

反聖嬰的發展搭配偏暖的印度洋海溫,儘管使得赤道東風西伸,季風槽偏弱,但研究過去反聖嬰發展的年份時,仍舊有數年有颱風登陸臺灣的紀錄,探討其中原因,颱風是否登陸臺灣,仍以當時推動颱風的導引氣流有關,反聖嬰只是其中的影響因素之一。

從歷史資料的分析來看,太平洋高壓有增強的趨勢,不利於颱風生成,在未來暖化的情境下,西北太平洋颱風生成個數也有減少的趨勢,另有研究指出[8],未來西北太平洋颱風路徑北移,侵襲日韓的颱風會增加,通過菲律賓附近的颱風減少,往臺灣及華南的颱風雖有減少但不確定性仍高。直至目前,對於登陸臺灣的颱風個數受氣候變遷的影響尚無定論,然而未來仍舊有機會發生無颱風登陸臺灣的情況,一旦颱風無法帶來足夠的雨水,乾旱發生的機率就會增加。面對缺水的風險,我們必須要隨時做好準備,當最糟的情況發生時將能減少災情帶來的損失。

2022年09月16日
國立彰化師範大學地理學系教授 涂建翊

生成於熱帶洋面上的颱風到底會怎麼走,其實是一個看似簡單卻又有點複雜的問題。如果我們從過去將近50年的西北太平洋及南海生成的颱風移動軌跡資料來看[9],路徑大致可以分成兩條,其一屬於西行颱風,即生成後穿越巴士海峽或菲律賓,進入南海(通常是6月、11月、12月的颱風路徑),另外一條則是從臺灣東側海面轉向往北,進入日本、韓國及其鄰近海域(即7-10月路徑)。

所以,從氣候角度來看颱風移動路徑,臺灣確實是落在一個三不管的尷尬位置,一年進入到臺灣周邊海域300公里範圍內的颱風,平均大概4個,實際登陸的個數不到2個,相較於平均生成數26個,這樣的機率其實不算高。

從季節上來看,颱風移動路徑有明顯的南北擺盪現象[10][11]。整體來說,從五月開始到八月,颱風活動區域會慢慢往北抬,颱風走向以向西北及向北移動為主。到了九月以後又會逐步往南移,颱風路徑也慢慢轉為向西移動,原因與颱風生成位置及副熱帶高壓脊線隨季節南北移動有關。由於颱風容易生成在副熱帶高壓南側的季風槽內,生成後也就容易沿著高壓南緣移動,所以這樣的季節循環特徵,連帶使得臺灣在特定月份(特別是八月),容易受到颱風直接侵襲,甚至登陸本島,造成嚴重災害及損失。

過去三年都沒有颱風登陸臺灣,我想應該是罕見的現象,即便過去每年平均登陸臺灣的颱風個數本來就不多,但要連續三年都沒有也確實不常見。如果我們把時間尺度縮小到個別颱風路徑上,颱風移動方向就會變得更加複雜,除了副熱帶高壓外,不同季節還會受到不同系統所干擾,例如北方的槽線、大陸冷高壓南移、亞洲高層南亞高壓的東伸、雙颱誘發的藤原效應[12]、熱帶10-30天或30-60天低頻振盪,都可能對個別颱風路徑產生影響,甚至還要考慮颱風本身的內部動力過程以及與臺灣地形的交互作用。

所以颱風會不會登陸、要在哪裡登陸、會不會突然轉向、為何連續三年都沒有颱風登陸,都需要更多的觀測資料進行後續診斷分析,才有辦法確切了解箇中原因,可能無法用反聖嬰現象一句話就簡單帶過。

過去已有不少研究都提到[13][14],聖嬰(反聖嬰)現象對於颱風的生成位置有明顯影響,特別是秋季,連帶也影響颱風移動路徑,但是對於侵臺颱風個數是否有顯著影響,則沒有定論。也有研究認為,颱風的路徑變化具有明顯的年代際振盪[15]特徵,十幾年就會改變一次。那暖化呢?透過模式模擬發現,在暖化情境下,颱風生成個數將會減少,但強度可能增強,路徑部分往北移動機率相對提高。不過,暖化屬於長期變化趨勢,若要說這三年是受到全球暖化所影響,可能會遭受一些質疑。

颱風不來對我們有甚麼影響?從水資源角度來看,臺灣有將近40%的雨量由颱風所貢獻,可想而知,颱風不來直接衝擊當然是缺水,1993和2020年就是典型的例子。從強降雨角度來看,臺灣的大雨(豪雨)約有50%(72%)發生在夏季,颱風是造成的主因[16]。近年,在缺乏颱風直接侵襲的情況下,也讓颱風帶來的豪大雨機率明顯降低,特別是2020年,幾乎逼近1993年的最低紀錄,不過有趣的是,非颱風造成的豪大雨頻率卻增加了,這也突顯出臺灣氣候的特殊性與多變性。

最後,想提醒的是,從防災角度來看,颱風是否登陸臺灣,並不是唯一要關注的焦點。因為強降雨,不完全是登陸才會發生的事情,如夏季的颱風,有機會與強勁西南氣流產生交互作用,配合地形效應,在臺灣西半部地區產生劇烈降雨。秋季的颱風則常常與東北季風產生共伴效應,為東部帶來災害,這些其實才是我們更應該關心的問題,而非只是執著在颱風是否登陸這件事情上。

參考文獻與註釋

[1] Li, W.-T., Chen, J.-M., Tseng, R.-S., et. al. (2022). <Multiple modulating processes for intensive tropical cyclone activity affecting Taiwan in September 2016.> Asia-Pacific Journal of Atmospheric Sciences. 58: 145-157.

[2] Lai, T.-L., Chen, J.-M., Sui,C.-H., et. al. (2021). <Interannual variability of summer tropical cyclone activity in the northwestern North Pacific modulated by El Niño-Southern Oscillation and
Intraseasonal Oscillation.International Journal of Climatology. 41: 6283–6299.

[3] Lai, T.-L., Chen, J.-M., Tan, P.-H., et. al. (2022). <Modulations of El Niño-Southern oscillation on tropical cyclone activity affecting Taiwan.> Atmospheric Research. 

[4] 這12個颱風包括1958年葛瑞絲颱風、1966年寇拉颱風、1972年貝蒂颱風、1985年尼爾森颱風、1994年弗雷特颱風、2004年蘭寧颱風、2005年馬莎颱風、2007年韋帕颱風、2013年紀潭美颱風、2018年瑪莉亞颱風、2019年利奇馬颱風、2020年哈格比颱風。

[5] Huang, C.-Y., Ruan, C.-C., Kuo, H.-C., et. al. (2020). <Track deflection of Typhoon Maria (2018) during a westbound passage offshore of northern Taiwan Topographic influence.> Monthly Weather Review. 148: 4519-4544.

[6] Huang, C.-Y., Sha, S.-H., and Kuo, H.-C. (2022). <A modeling study of Typhoon Lekima (2019) with the topographic influence of Taiwan.> Monthly Weather Review.  150: 1993-2011.

[7] Zhang, W., Graf, H.-F., Leung, Y., et. al. (2022). <Different El Nin ̃o Types and Tropical Cyclone Landfall in East Asia.> Journal of Climate. 25 (19): 6510-6523.

[8]Bell, S. S., S. S. Chand, S. J. Camargo, et. al. (2019). <Western North Pacific Tropical Cyclone Tracks in CMIP5 Models: Statistical Assessment Using a Model-Independent Detection and Tracking Scheme.> Journal of Climate. 32:7191–7208.

[9] Tu, J.-Y., C. Chou, P.-S. Chu, (2009). <The abrupt shift of typhoon activity in the vicinity of Taiwan and its association with western North Pacific-East Asian climate change.> Journal of Climate, 22 (13), 3617-3628.

[10] Chen, J.-M., P.-H. Tan, L. Wu, J.-S. Liu, et. al. (2017). <Climatological analysis of passage-type tropical cyclones from the Western North Pacific into the South China Sea.> Terrestrial, Atmospheric and Oceanic Science Journal. 28: 327-343.

[11] Tu, J.-Y., and J.-M. Chen (2019). <Large-scale indices for assessing typhoon activity around Taiwan. > International Journal of Climatology. 39(2): 921-933.

[12] 編註:藤原效應是指兩個位置相近(相距1000-1200公里)的颱風,會繞著一個共同的軸心環狀旋轉的情況,旋轉的軸心會依據兩個颱風的位置、環流強度來決定。如果颱風之間再更靠近(小於800公里),就可能會合併。

[13] Wang, B. and J. C. L. Chen, (2002). <How Strong ENSO Events Affect Tropical Storm Activity over the Western North Pacific.>  Journal of Climate, p.1643-1658.

[14]Chen, T.-C., S.-Y. Wang, and M.-C. Yen. (2006). <Interannual Variation of the Tropical Cyclone Activity over the Western North Pacific.> Journal of Climate, 19: 5709–5720.

[15] 編註:年代際振盪不是指年跟年之間的差異,也不是直線上升或下降的變化趨勢,而是呈現10年以上週期,緩慢上下振盪變化的現象。

[16]紀佳臻、涂建翊 (2017),〈臺灣夏季大雨發生頻率變化與颱風關係研究〉。地理學報,85: 27-46。

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曾雨涵

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