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- 644期－熱（8月號）
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2023-08-01「熱」上加「熱」的未來 臺灣將面臨的 熱浪、乾旱挑戰
644 期
Author 作者
駱世豪／中研院環境變遷研究中心博士後研究學者。
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•雖然臺灣過去尚未發生過熱浪現象，但隨著夏季均溫上升及極端高溫日數增加，未來極有可能出現熱浪。
•乾旱和熱浪的形成機制相似，且皆有增加的趨勢。在兩者相互作用下，會導致降雨減少並加劇高溫的發生。
•除了熱浪和乾旱外，颱風降雨的機率也正在減少。氣候變遷將為臺灣帶來更嚴苛的高溫、乾旱等環境條件，我們必須盡早開始準備及防範。
臺灣夏天動輒超過35 ～ 40℃的高溫，路人在外行走都會大汗淋漓，室內也必然會開啟冷氣，但有一個驚人的事實是：臺灣在有紀錄以來未曾發生過熱浪！你可能會感到不可思議且難以想像，其實這件事情的源頭主要來自於定義和臺灣所處的地理位置。首先，將世界氣象組織（World Meteorological Organization, WMO）定義的熱浪條件攤開來看，連續五日的最高溫超過歷年最高溫度平均值5℃以上才稱作熱浪。以臺北為例，必須連續五天出現39.3℃以上的高溫才會被定義為熱浪，但是自從有觀測紀錄以來，至今仍未有滿足上述條件的時段。另外，理論上位於低緯度區域的夏天應該非常炎熱，雖然臺灣在緯度上介在熱帶和亞熱帶間，但由於四面環海且位於東亞地區，再加上西南季風帶來的水氣能夠適時調節極端高溫，因此難以達到符合熱浪定義的情況。
臺灣夏季主導高溫的原因
在大致了解臺灣為什麼沒有熱浪後，接著你或許會想問：將來臺灣可能會有熱浪嗎？為了回答這個問題，我們必須先從臺灣區域產生熱浪的機制開始了解。主導臺灣夏季形成極端高溫的大環境系統為「太平洋副熱帶高壓」（圖一），主要位於中太平洋上，屬於海洋性氣團，強度與範圍隨著季節冷暖而改變。此高壓系統在夏季達到最強，範圍則會向西延伸至西太平洋的大陸沿岸區域。當系統延伸並籠罩於臺灣上空時，高壓的機制會在上空產生下沉氣流，導致空氣被堆積在近地表處，水氣無法抬升並形成降雨或雲層，就無法形成溫度調節的機制，所以容易產生酷熱的天氣型態。
圖一｜臺灣夏季主要影響高溫的系統：太平洋副熱帶高壓和西南季風
藍色小箭頭代表夏季風場的走向和風速，箭頭愈長表示風速愈快，黑色大箭頭為氣流主要行徑方向；顏色代表雨量，顏色愈深代表雨量愈多。（資料來源：交通部中央氣象局，https://www.cwa.gov.tw/V8/C/K/Encyclopedia/climate/climate6_all.html）
另外，西南氣流也是導致極端高溫的因素之一。雖然西南氣流帶來了南方的暖濕空氣，形成降雨調節溫度，但在太平洋副熱帶高壓籠罩時期，卻將暖濕空氣堆積於近地面，提供了高濕度的環境並塑造高溫的條件。常常有人說歐美或日本夏天熱的感覺和臺灣很不一樣，原因也出自於此，臺灣夏天的熱屬於濕度高、溫度高的情形，環境條件比歐美和日本更加嚴峻。
太平洋副熱帶高壓對臺灣的影響—未來極有可能出現熱浪
理解形成高溫的主要系統後，我們可以透過該系統的趨勢變化推估高溫情況是否會加劇。根據氣象局的研究，1950～1970年代太平洋副熱帶高壓系統最西邊的平均位置在東經135度左右（圖二），但近年來有愈來愈往西邊的趨勢。從圖二可以明顯看出1981～1990年的暗紅色線平均位置到2011～2020年淺藍綠色線平均位置顯著向西邊擴張，系統平均位置的最西側已籠罩整個臺灣。也就是說，在氣候變遷下隨著太平洋副熱帶高壓系統的強度愈來愈強，夏季平均溫度隨之升高，且極端高溫日數也將有增加的趨勢。大環境提供溫度，使得達到熱浪門檻的機率不斷提升，並且在全球暖化持續不斷增強的假設下，臺灣未來極有可能達到熱浪標準。
熱浪與乾旱增加且互相影響
在太平洋副熱帶高壓增強的趨勢下，使得臺灣氣候條件將趨於穩定且不易形成降雨。這樣的氣候條件除了增加熱浪發生頻率外，也是造成臺灣乾旱頻率增加的原因之一。根據中央氣象局定義，連續20日以上無降水紀錄可定義為乾旱。從國家防災中心氣候變遷災害風險調適平臺的報告中可知，根據過去40多年的乾旱事件統計，臺灣地區的乾旱災害經常發生在春季。主要原因是臺灣豐水期為5～10月，枯水期為11～4月，所以當前一年的豐水期降雨較少時，隔年春季左右就會發生缺水、乾旱等災害。另一方面，臺灣豐水期的降雨主要跟5～6月的梅雨和7～8月颱風有關，而這些降雨的多寡也與太平洋副熱帶高壓和西南季風密不可分。因此當太平洋副熱帶高壓強度增強且往西延伸時，會阻擋西南季風將南方的水氣輸送至臺灣，再加上高壓系統的壟罩，就形成了不利於降雨的條件。
乾旱發生的分布與特性可由經濟部水利署2016年的電子報中得知，臺灣平均約每十年發生一次災情較為嚴重的乾旱事件，而災情較輕微的乾旱事件則是平均每三年發生一次。統計上來說，以臺北、桃園、新竹、嘉義、臺南等地區發生次數最多，根據臺灣師範大學地理學系教授洪致文等人的研究顯示，1980年後乾旱發生的頻率增加;在氣候變遷調適平臺的研究中發現，近期嚴重乾旱事件的發生頻率愈來愈高，在2002～2004年期間便連續三年發生平均持續時間近七個月的嚴重乾旱事件（圖三）。乾旱趨勢的變化與熱浪一致，主要原因也與兩者形成的機制相似有關。
圖三｜臺灣豐枯水年雨量紀錄（資料來源：經濟部（2016）。氣候變遷進行式，氣候變遷水環境知識庫。）
在1980年代後嚴重乾旱頻率顯著增加，並且豐枯期差距加大。
熱浪和乾旱現象之間的關係相當緊密，時常會互相加劇兩者的強度與嚴重性。當乾旱發生時，河川、土壤、大氣中的水分和濕度相對維持在低點，當失去水氣調節溫度後，溫度就會增加得更快，因而產生異常高溫的狀態，且高溫的環境狀態會再進一步導致更嚴重的乾旱情況;在沒有乾旱時，大氣和土壤中的水氣可以適時調節溫度，讓高溫情況不會太嚴重或者持續太久（圖四）。
圖四｜乾旱與熱浪形成的機制和交互作用（資料來源：作者提供）
颱風降雨大幅減少
當太平洋副熱帶高壓壟罩臺灣時，颱風降雨也會大幅度的減少。颱風的行徑路線通常會沿著太平洋副熱帶高壓南側邊緣（如圖一所示，颱風行走方向通常為高壓南側的箭頭方向），因此當太平洋副熱帶高壓向西伸展的愈多，則颱風向北移動的時間愈晚，或者直接通過菲律賓往南海方向行進，使得颱風中心登入臺灣的機率減少，也讓颱風降雨對臺灣豐水期的貢獻大幅減少。即使有颱風外圍環流的降雨，但對整體的用水而言也只是杯水車薪。
總結來說，雖然臺灣四面環海的地理優勢在一定程度上調節了溫度，但整體情況並不容樂觀。未來，氣候變遷將給臺灣帶來更嚴峻的高溫和乾旱等環境條件，且臺灣的地形條件使得保存水資源變得困難。在日益升溫和乾燥的情況下，能源供應、公共衛生健康、生物脆弱性、經濟作物等方面都將面臨挑戰。只有現在開始準備及防範，未來才能從容應對。
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