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2015-01-01天氣現象與動力機制－由臺灣的劇烈天氣現象說起
541 期
Author 作者
蘇世顥／任教文化大學大氣科學系。劉清煌／任教文化大學大氣科學系。郭鴻基／任教臺灣大學大氣科學系。
「天氣如何？」相信在每個人的生活經歷中，一定有問過這樣一句話。這代表了我們都瞭解天氣是多變且難以掌握的現象，卻時時刻刻的影響我們的生活，所以才需要不斷關心它的變化。
「天有不測風雲」－極端天氣事件
天氣並非天天都是風和日麗的情況，有時候會降下滂沱大雨而導致淹水，也會一段時間滴雨不降導致乾旱。這些偏離平均狀態的天氣，往往會帶來日常生活的不便，甚至造成災害。我們稱這類的天氣現象為極端天氣事件，而耳熟能詳的颱風便是這類天氣型態的代表之一。
2009年造成臺灣重大災害的莫拉克颱風，相信大家都還記憶猶新。仔細觀察颱風當時的雷達圖，發現在臺灣南部的陸地上，有另一條沿著山脈發展的對流系統。這是因為西南風直接吹到臺灣的陸地上，當氣流遇到中央山脈時，空氣會沿著山坡上升，而產生所謂的「地形強迫舉升」現象，進而產生對流系統。這種類似的對流系統分布，其實在很多的颱風個案中也曾經被觀察到，如2005年海棠颱風或2010年凡那比颱風都有類似的環流出現。但是唯獨莫拉克颱風多重尺度的天氣系統交互作用，才能降下破紀錄的雨量。
進一步分析1960至2010年共51年間，影響臺灣的颱風路徑與降雨資料後，發現颱風的總雨量與颱風移動的速度有關，和颱風強度沒有關係，最強5％的極端降雨事件與颱風移速也有關係。換句話說，颱風移動的速度越慢，不但總降雨量越大，短時間的強降雨也愈多。
透過觀測資料的分析，搭配大氣數值模式的模擬結果，發現路徑偏北的颱風，會因為颱風與地形間的交互作用，造成空間上降雨分布不均。這種降雨的不對稱，會導致颱風中的潛熱加熱分布不均，進而改變颱風的結構，使得颱風移動的速度減慢。簡單來說，莫拉克颱風之所以降下破紀錄的豪雨，主要是因為剛好發生西南季風的增強，導致颱風與季風的共伴，同時因為颱風走得慢、影響的時間久造成對流系統近乎滯留，導致雨下不停；而颱風本身的降雨也反饋改變颱風的結構，使颱風移動變得更慢。
「地表上最暴烈的劇烈天氣」－龍捲風
當談到破壞力強大的天氣系統時，大部分人第一個浮現的就是颱風。但是在地表上瞬間破壞力最強的天氣系統卻不是颱風，而是臺灣比較少發生的「龍捲風」。在颱風分級中，當風速大於每小時252公里時，就屬於最強等級颱風。而最強等級的龍捲風，風速都超過每小時320公里以上，要遠比高鐵的速度還快上一截。若只考量風的瞬間破壞能力，龍捲風可說是地表上最強的劇烈天氣現象。
龍捲風好發的環境多是冷、暖空氣交界處，通常具有不穩定的大氣條件，容易激發出劇烈對流系統；如果搭配適當的低層旋轉氣流，龍捲風就很容易接二連三的生成。 ……【更多內容請閱讀科學月刊第541期】