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颱風、反聖嬰、秋季颱風、森林、氣溫
科技媒體中心、陳昭銘、陳奕穎、羅資婷、周昆炫
議題背景:
今(2024)年秋季颱風數量超越以往,至今(18)日菲律賓近海也還有第24號颱風萬宜持續發展中。上週世界氣象組織(WMO)也在COP29會議期間發布報告,指出今年氣溫很可能超越去年,再創新高,成為史上最熱的一年。台灣科技媒體中心邀請專家解析,全球持續高溫會不會對颱風個數、強度、發生季節有影響?
2024年11月18日
國立高雄科技大學 海事資訊科技系特聘教授 陳昭銘
全球暖化的增溫現象在溫度較低區域,增幅高於溫度較高區域。在熱帶地區,較低溫的中層大氣,增溫強過較高溫的低層大氣,導致垂直方向溫度差異減小,減弱大氣的上升運動強度,不利颱風生成。同樣的,副熱帶地區增溫明顯強過熱帶地區,有利副熱帶區秋季溫度上升與颱風生成位置往北偏移。
西北太平洋秋季颱風生成個數的長期趨勢是,在熱帶地區(北緯20度以南)數量減少,在副熱帶地區(北緯20-30度間)數量增加。這些增加的颱風多位於台灣東側海域,生成後易朝向由全球暖化激發,位於台灣附近的低壓環流移動,有助台灣鄰近地區秋季颱風活動增加。[1]同時,熱帶西太平洋海溫變暖在東側低溫區,增幅高於西側高溫區,有助颱風生成位置偏東,使颱風在往西登陸前,有較多時間於高溫海面上發展與增強,故全球暖化有助益西北太平洋颱風強度增加與台灣颱風季往秋季延伸之效果。
然而,全球暖化所激發的環流變化強度,仍遠遠低於逐年變異的聖嬰與反聖嬰現象導致的相關變化。侵(近)台颱風長期平均值於秋季的9月為0.8個、10月為0.36個,[2]但破紀錄的秋季侵(近)台颱風發生在2016年9月有3個,[3] 以及今年10月有2個(山陀兒、康芮)。
2016年與2024年的共通性為,從年初時的聖嬰狀態轉為年底的反聖嬰或類似狀態,這2年共同的變化特性也都觀察到熱帶西太平洋海溫增暖、北太平洋高壓變化減弱,並東退到台灣以東及北緯20度以北、台灣及其西側的低壓變化,使颱風易因高壓減弱在其南側生成後,再往西/西北移往台灣鄰近地區,使侵(近)台颱風增加。[4]在海溫增溫與高壓變化減弱與北移背景下,有助2024年11月颱風於西北太平洋熱帶地區生成增加。由於今年秋冬季趨近反聖嬰變化狀態有助西北太平洋秋季颱風於熱帶地區生成偏多,但全球暖化之效應卻剛好相反,因此2024年11月熱帶太平洋同時有4個颱風生成,可視為主要受類似反聖嬰相關背景之影響。
2024年11月18日
中央研究院環境變遷研究中心副研究員 陳奕穎
Q1. 過往我們比較常看到,因全球暖化導致海水溫度上升,增加颱風數量或增強颱風的能量,加劇災害的觀點。但您的研究有提到颱風對森林來說,反而有助於對抗高溫,颱風是怎麼協助森林對抗高溫的?
在回答這個問題之前,我們必須瞭解探討颱風對於行道樹與森林的影響,是兩個完全不同尺度的議題,一個是單一株樹木的管理,另一個則是林分(包含樹種組成、大小、分佈等)尺度上的經營管理。
颱風不僅是重新分配能量與水分的自然現象,還能在某些情況下幫助森林緩解高溫與乾旱壓力。[5]它帶來的降雨可為長期缺水的森林補充水分,特別是在夏末初秋的颱風季,有助於穩定生態環境。雖然颱風可能引發局部災害,如邊坡滑動或樹木損壞,但這些影響相較於森林的整體規模仍屬局限,降雨的益處往往能覆蓋更廣的範圍。
Q2. 如果高溫持續發生,會改變颱風與森林的關聯嗎?
颱風主要影響副熱帶地區的森林,而這些森林多數也受到人為經營管理策略變化的影響。在高溫持續的情境下,我們還需要依靠地球系統模式來模擬颱風與森林的變化,以探討哪些樹種能適應高溫條件,以及哪些地區的森林能從颱風活動中獲益。
Q3. 如果像今年有比較多颱風在秋季,會導致衝擊大於正面影響嗎?
根據過去的研究資料(1999~2018),秋季颱風對東亞森林整體的正面影響仍然大於負面效應。然而,若未來秋季颱風的數量顯著增加,或其強度發生重大變化,這可能改變颱風對森林的影響模式,成為值得深入探討的課題。
2024年11月18日
中央氣象署海象氣候組氣候預報科科長 羅資婷
今年至11月,西北太平洋的颱風生成總數與氣候平均值差異不大,但多集中在8月後生成,特別是在秋季颱風生成數明顯偏多。其中,10月至11月有2個颱風登陸臺灣,這在歷史上為首次發生。回顧過去十年的統計數據[6],西北太平洋秋季颱風的生成數呈現略微增多的趨勢,但登陸臺灣的數量相對較少。然而,今年秋季的颱風活動顯得格外活躍,路徑多朝西或西北方向發展,登陸臺灣的颱風數量也較多。
從過去的統計資料來看,全年3至4個颱風登陸臺灣的情況並不罕見。然而,近十多年來每年登陸臺灣的颱風數量均不超過2個,甚至在2020年至2022年間出現連續三年無颱風登陸的紀錄。與長期平均相比,近十幾年的颱風登陸數量的確有所減少。且今年,登陸臺灣的颱風總數達到3個,成為自2008年以來最多的一年。
自2023年6月至2024年8月,全球月均溫幾乎每月均創下歷史同期新高紀錄。除了陸地溫度偏高外,大西洋、印度洋及北太平洋等海域的海表溫度也持續處於異常高溫狀態。西太平洋的海溫同樣呈現明顯偏暖趨勢,並已持續數月,那麼為何到了8月過後颱風生成數量才明顯增加?可能的原因整理如下:
- 8月之後,海溫及大氣配置顯示反聖嬰正在發展,西太平洋暖海溫範圍擴大。當反聖嬰發展時,赤道西太平洋海溫會較暖,東太平洋海溫則較涼,今年秋季,赤道西太平洋的暖海溫範圍更大,延伸至東經150度至換日線一帶,這片異常暖海溫區的西北側造就一個颱風容易生成的環境,也與今年秋季大多數颱風生成的位置高度吻合。同時,也因為颱風生成區域東移至東經140至150度之間,距臺灣更遠,這使颱風在移行過程中強度得以增強,形成更具破壞力的颱風。
- 除了赤道西太平洋暖海溫範圍擴展,今年秋季的熱帶波動[7]活動較往常顯著活躍。當熱帶波動移動至西北太平洋時,為颱風生成提供了更為有利的環境條件。此外,今年秋季副熱帶高壓位置偏北且向西擴展,導致颱風多沿副熱帶高壓的導引氣流向西或向西北移行,增加了對臺灣及周邊地區的潛在威脅。
根據模式的未來情境推估,西太平洋海溫未來呈現增溫趨勢,溫暖的海水雖有助於颱風的生成和增強,但影響颱風生成的因素還受到其他大氣和海洋因素的影響。然而,今年秋季西太平洋偏暖海溫的異常擴張是否反映全球暖化背景下反聖嬰發展的變化趨勢,以及熱帶波動的活躍是否為暖化驅動的變化特徵,仍需進一步研究與科學驗證。
2024年11月18日
中國文化大學大氣科學系教授 周昆炫
Q1. 以台灣的情況來說,全球暖化會讓颱風季加長,或是延遲颱風來的時間嗎?
根據中央氣象署《颱風百問》資料,西北太平洋及南海地區每年約有26.1個颱風形成,但由於臺灣的國土範圍不大,每年則僅有3.4個颱風侵襲臺灣,影響的時間多為7-9月期間,依此期間定為颱風季,若只看7-9月期間每年則約有2.6個颱風影響臺灣。全球暖化對颱風造成較明確的影響是在颱風數目減少方面,我們最近分析衛星觀測期間(1970-2023年)近期與早期的聯合颱風警報中心(JTWC)颱風資料中,形成個數的差異,發現7-9(6-11)月的颱風數目約略減少1.3(1.0)個,但比例約略維持在55%(85%)左右,因此個人推論人為暖化對於西北太平洋地區颱風季的影響並不大。
Q2. 今年11月有4個颱風,是台灣史上第一次,我們可以把它歸因為受到全球暖化的影響嗎?可以歸因或不能歸因的原因是什麼?
2024年11月4個颱風並存,的確是第一次在西北太平洋及南海地區出現的罕見現象,但個人認為並不能歸因於全球暖化。因為若以1970年後衛星觀測較客觀的日本氣象廳(JMA)颱風數據來看,在1972年7月、1985年8月及9月、1988年9月、1992年8月、1994年8月及10月、2017年7月、2024年11月均出現過4颱共存的現象,可以發現4颱共存出現的年份跟月份並無明顯規律,因此不容易歸因於人為暖化。
Q3. 高溫會導致颱風的強度增強,帶來更嚴重的災害嗎?
是的,以臺灣的颱風災害而言,災害的規模取決於颱風侵臺期間造成的風雨情況,風雨多寡又與颱風的大小、強度、移速有關。IPCC第六次評估報告已指出,全球暖化造成的影響,已觀測到海溫升高及氣溫增加的現象是非常明確,而全球主要(強)熱帶氣旋比例增加的現象則為高度信心,至於颱風伴隨的降水增加則是中度信心。物理解釋為高海溫會導致颱風生成後更容易發展成較強颱風,中心更強的風速也會導致更劇烈的降水。
參考資料與註釋:
[1]Jien-Yi Tu, Jau-Ming Chen*, Pei-Hua Tan, Mei-Yuan Tsai, Tzu-Ling Lai, Ching-Huang Chen, 2023: Interdecadal variability of meridional tropical cyclone genesis over the western North Pacific and associated modulating processes. Int. J. Climatology, 43, 6603–6620. https://doi.org/10.1002/joc.8223
[2Wei-Teh Li, Jau-Ming Chen*, Ruo-Shan Tseng, 2023: Climatic factors suppressing tropical cyclone activity around Taiwan during October. Asia-Pacific J. Atmospheric Sciences. 59, 459-477. https://doi.org/10.1007/s13143-023-00327-3 .
[3]Wei-Teh Li, Jau-Ming Chen*, Ruo-Shan Tseng, Tzu-Ling Lai, 2022: Multiple modulating processes for intensive tropical cyclone activity affecting Taiwan in September 2016. Asia-Pacific J. Atmospheric Sciences. 58, 145-157. https://doi.org/10.1007/s13143-021-00245-2 .
[4]參考文獻同前註。
[5]Chen, Yi-Ying* and Luyssaert, S. (2023): Tropical cyclones facilitate recovery of forest leaf area from dry spells in East Asia, Biogeosciences (BG Letters)
[6]中央氣象署颱風資料庫:https://rdc28.cwa.gov.tw/TDB/public/typhoon_list/
[7]熱帶波動是指類似季內振盪,這樣季節內的氣候系統波動,這樣移動性的波動對流區移入西北太平洋,也會有利於熱帶氣旋的生成。
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