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議題背景：

註釋：

[1] 每個地區對於颱風的分級與定義不同，舉例來說，颱風中心風速每小時184公里、每秒51公里以上都稱為強烈颱風，但美國聯合颱風警報中心，就把颱風中心風速每小時241公里、每秒66.7公里以上的稱之為超級颱風。

[2] 太陽強迫是指氣候模式中太陽輻射的變化。與討論溫室氣體影響所稱的輻射強迫不同。

[3] 大西洋多年代際震盪（Atlantic Multidecadal Oscillation, AMO）是一個大西洋海洋溫度的自然變異趨勢，目前觀測到以65-80年為一個週期，在開始觀測的時間有限的情況下，目前只觀測到1.5個週期。

專家怎麼說？

【吳朝榮】【洪志誠】【吳俊傑】

2023年10月26日
臺灣師範大學地球科學系海洋環境研究所特聘教授 吳朝榮（本研究第一作者）

Q1. 這份研究最重要的發現是什麼？我們可以從這份研究預測淡季超級颱風發生的機率嗎？

（1）這份研究重新審視太陽活動對太平洋氣候的影響，過去許多科學家認為太陽的活動變化造成的能量改變僅有千分之一，應該不足以改變地球的氣候。

（2）研究發現太陽活動變化對於冬季(淡季)颱風的發展影響顯著，將有助於未來預測冬季颱風的強度變化以及超級颱風的發生。

（3）1990年之後，受到大西洋多年際震盪的影響導致北大西洋暖化，此現象造成太陽活動的影響被加強，連帶使西北太平洋更容易受到太陽活動的影響，了解太陽週期影響地球氣候的機制，將更容易預測颱風在西北太平洋區域的強度變化。

Q2. 這份研究的研究限制是什麼？我們怎麼理解比較符合科學事實？

我們認為主要的限制如下：

（1）由於目前颱風的長期觀測資料還非常欠缺，雖然資料有約70年的資料（從1945至現在），但可信度較高的資料大約只有近30-40年（約1980年後，開始有衛星資料的輔助），所以若要研究颱風活動的11年的週期變化，在驗證上會受到一定的挑戰。因此我們僅能使用可以良好模擬出「太陽活動造成地球氣候變化」的氣候模式，再用這些氣候模式的模擬結果與觀測資料做驗證，來證明結果的正確性與可信度。

（2）現今的氣候模式很少能模擬從颱風生成至颱風消散的過程，難以模擬的原因在於氣候模式的解析度普遍不足，多數的模擬採用約100-200公里作為一單位，這使得氣候模式不容易產生颱風（因為颱風平均半徑為200-300公里），因此很難使用氣候模式去預測颱風活動的年際（年與年之間）與年代際（十年與十年之間）變化。故在未來提高氣候模式解析度將有助於進一步預測颱風的活動。

（3）雖然現在已經可以利用太陽黑子的活動模式很好的預測太陽活動變化，但要討論氣候模式對於太陽活動變化的敏感度，又是另一個挑戰。由於太陽能量變化非常小，它需要通過一連串複雜的放大作用，才會讓地球感受到太陽活動的改變，進而改變地球的氣候。因此模擬時需採用多個模式，然而各個模式對太陽變化的敏感度不同，甚至無法體現此變化，導致預測太陽活動造成的氣候變化因此受到限制。據此未來若提升氣候模式的模擬性能，增加高空大氣的反應過程模擬，將可大幅改善此問題。

（4）大西洋多年代際震盪（AMO）周期為65-80年，現在的觀測資料僅累積約1.5個周期，較難完整的體現AMO對氣候的變化，因此AMO與太陽活動的交互作用，需要使用數值模式模擬與驗證。

Q3. 專家預測這一次太陽週期的太陽黑子峰值會出現在2024-2025年，我們是否需要提前預防淡季超級颱風的出現？

基於這篇研究觀測到的結果，我認為可以預期在2024-2026年期間的冬季可能會有超級颱風發生，提前做應對颱風的規劃。但需注意的是，這並不代表「一定」會有超級颱風的出現。

2023年10月27日
臺北市立大學地球環境暨生物資源學系教授 洪志誠

這篇研究指出西北太平洋颱風淡季（11月到隔年四月）超級颱風（Saffir–Simpson 颶風風力分級C4以上，持續陣風大於58公尺/秒）數目具11年週期，而此週期與太陽黑子數量11年週期在統計上具顯著正相關。亦即黑子數量活躍期，淡季超級颱風形成的數量也較多，而此關係在大西洋多年代際振盪（AMO）的強化下，1990年代之後更為顯著。

太陽黑子影響颱風活動在科學上並非新發現，國內學者洪致文在2013年的文章[4]提出因黑子活躍期影響，台灣的颱風數量在活躍期減少，反之，增加的結論。此研究結果看似和這篇研究衝突，但其實太陽黑子影響颱風活動的物理過程是相似的。

在太陽黑子活躍期，因為入射地球的太陽輻射增強，高對流層會出現增溫現象，導致對流層的大氣穩定度增加，不利對流與颱風的發展。這篇研究的論點也是建立在此基礎上，提出更複雜的過程，主要論述如下：熱帶對流減弱，導致南北方向的哈德雷胞（Hadley Cell）減弱，造成副熱帶下沉氣流、太平洋高壓與伴隨高壓的東北信風強度減弱，減弱的信風透過海氣交互作用，導致熱帶中太平洋海溫增暖。中太平洋海溫增暖除了產生有利颱風形成的大氣環境，同時讓颱風的生成位置偏東，延長颱風在海上的時間，使熱帶氣旋有更多的機會發展成超級颱風，而此作用在太陽黑子活躍期的隔年最為顯著，時間恰巧落在颱風淡季。

本篇研究的關鍵論述是太陽活動透過改變大氣背景場導致淡季超颱形成位置偏東，但颱風生成位置偏東或生命史較長，並不是氣旋演變成超颱的必要條件，2000年之後西北太平洋強颱生成就是一反例[5]。超颱的生命史比起背景環境的變化短很多，超颱的形成除了有利的背景環境，仍需要搭配其它物理過程，例如海水熱含量[6]等因素，才能更完整解釋，熱帶氣旋為何在短時間內發展成超颱。因此，專家預測2024-2025即將到來太陽黑子峰期，淡季超颱是否更活躍是未確定但吸引人的科學議題。

2023年10月27日
臺灣大學大氣科學系教授 吳俊傑

Q1. 這份研究最重要的發現是什麼？我們可以從這份研究預測淡季超 級颱風發生的機率嗎？

這篇研究論文最主要的發現是，西北太平洋颱風淡季（北半球颱風較不活躍的11至4月份）的超級颱風出現頻率與太陽黑子活躍程度的部分相關性。並透過放大（5 倍）黑子活動的太陽輻射變化訊號、使用大氣及海洋耦合模式進行理想情境實驗，分析比對各項大氣與海洋指標參數，在抽絲剝繭後，巧妙地提出上述相關性的可能物理連結機制。這是一個有趣、具新亮點的跨領域新研究題材。

但對於這份研究能否預測淡季超級颱風發生的機率，影響西北太平洋淡季超級颱風發生的因子眾多，尚無法被過度簡化，延伸至發生機率的預測。

Q2. 這份研究的研究限制是什麼？我們怎麼理解比較符合科學事實？

此研究所討論「西北太平颱風淡季的超級颱風」與「太陽黑子活躍週期」的部份統計關聯，是一項複雜的議題，科學詮釋及物理機制要完整連結相當不容易。在檢視超級颱風發生頻率與颱風主要發展區域，兩者環境條件之間的機制連結時，至少有以下兩個議題有待再深入探討：

1) 此篇文章中指出，太陽黑子活躍期超級颱風的生成位置偏東，環境場相關分析聚焦在「颱風主要形成的區域」。然而實際上颱風主要發展區會是在較往北與往西的區域，如此很有機會是位在環境動力因子沒有明顯變化的區域（如研究原文圖2）。以整體的西北太平洋颱風來說，颱風主要發展區域通常座落在北緯10°– 26°、東經122°–170°，也就是前述提到靠西北的位置，因此颱風淡季時的颱風主要發展區域還需再嚴謹檢視及定義。另外超級颱風的頻率、其他特徵與該區環境條件變化的動力連結，也需要再深入探討。

2) 研究中檢視的「颱風主要形成區域的環境條件變化」，只有在該區靠東側的區域的動力環境因子，在太陽黑子活躍期變得較利於颱風形成（研究原文圖2 g-i）。 然而，太陽黑子活躍期的超級颱風形成位置，縱使向東偏移，從圖三看起來，其生成位置的環境動力因子，並沒有明顯靠近因太陽活動變得更有利颱風發展的地方。由此看來，有 關「太陽黑子活躍期間的動力環境條件，會變得利於淡季時期的颱風形成位置較靠東」這一個論點，證據還不夠明確並且需要進一步分析。

Q3. 專家預測這一次太陽週期的太陽黑子峰值會出現在 2024-2025 年，我們是否需要提前預防淡季超級颱風的出現？

無論「我們」指的是台灣，還是主要可能受到淡季颱風影響的較低緯度熱帶地區（如菲律賓、越南），面對全球氣候變遷所可能在本世紀後半，造成較全面的不同颱風威脅，已經有愈來愈多具參考價值的科學研究依據，應是長期持續精進科技，以及防災因應措施的考量重點。針對太陽黑子峰值出現期，目前並未明確看到如何提前預防淡季超級颱風的額外需要。

參考文獻：

[4]Hung, C.-W. A 300-year typhoon record in Taiwan and the relationship with solar activity. Atmos. Ocean Sci. 24, 737 (2013) 

[5] Hong, C.-C., Tsou, C.-H, Lee, M.-Y., Hsu, H.-H., and Chen, K.-C. Chen, Effect of ISO-SSE interaction on accelerating the TS to severe TS development in the WNP since the late 1990s. Geophys. Res. Lett., 45, 12 008–12 014 (2018). 

[6] Lin, I.-I., Wu, C.-C., Pun, I.-F. & Ko, D.-S. Upper-ocean thermal structure and the Western North Pacific category 5 typhoons. Part I: Ocean features and the category 5 typhoons’ intensification. Mon. Weather Rev. 136, 3288–3306 (2008)