2009年莫拉克 (Morakot) 颱風研究回顧

【本篇報導由地球科學系  王重傑教授研究團隊提供】

圖1 不對稱潛熱釋放影響2009年莫拉克颱風移動速度示意圖。(a) 莫拉克颱風與 (b) 其他大多數相似位置 (臺灣海峽北部) 颱風之情況。各圖中顯示地面氣壓 (灰色等壓線)、水平風 (風標)、及降水強度分布 (公釐/小時,色階),以及環境氣流 (駛流) 的作用 (咖啡色)、潛熱釋放 (橘色)、及合併後颱風最終的運動向量 (黑色粗矢線)。由於伴隨強烈的西南氣流,莫拉克的降水和潛熱釋放非常不對稱,且集中在颱風中心南側與台灣西南部,同時其中心附近結構鬆散,僅有零星對流活動,這些特徵皆與多數其它颱風不同。此處 (b) 圖採用2015年蘇迪勒颱風,假設駛流的作用相同,但潛熱釋放的作用則相對很小 (示意)。

在2009年8月7-9日侵襲臺灣的莫拉克 (Morakot) 颱風,其48 h最大累積雨量高達2635 mm,打破了世界紀錄,也造成中南部嚴重淹水與土石流,以及近700人失去生命。自從這個臺灣過去60年來災情最慘重的颱風發生以來,至今已超過10年,那麼,我們對於莫拉克颱風帶來如此驚人雨量的原因與機制,又增加了多少瞭解?它與其他颱風,又有什麼特別不同之處呢?

莫拉克颱風的主要特徵,是它在經過臺灣時移動得非常緩慢,同時其環流範圍很大、外圍環流也強,因此影響臺灣的時間特別的長。根據研究,有兩個不同尺度的過程造成其移速如此緩慢。首先,莫拉克的背景場中有一個大尺度的季風低壓環流,包含了三個熱帶風暴 (由西向東有天鵝、莫拉克、及艾陶颱風) 並且由東南向西北移動。在莫拉克形成初期,此低壓的中心位在莫拉克南方,故低壓北側有東風駛流導引颱風往西移向臺灣;然而,在莫拉克接近臺灣時,季風低壓中心則向西北移至與莫拉克重疊,因此駛流減弱並引入南側的西南氣流,造成颱風逐漸向北轉向。也就是說,背景環境的演變導致莫拉克的駛流恰好在侵臺期間減弱並轉向,故其移速原本就慢。再者,富含水氣的西南氣流與颱風環流交互作用,並受臺灣高聳陡峭地形抬升的影響,使得莫拉克在登陸後,對流旺盛的主雨帶出現在臺灣海峽南部並向東延伸至臺灣陸上,其他象限則對流並不活耀,此一相對於颱風中心的不對稱潛熱釋放作用,在颱風向北北西離開的階段,造成颱風在後側增強,故使其移速進一步降低 (圖1)。因此,此一中尺度的作用,在莫拉克離陸階段的8月8日,使颱風幾乎呈現滯留,此階段也是南臺灣降雨最劇烈的時段,而導致嚴重災情。而莫拉克較弱的內核強度,也使其移動容易受到不對稱潛熱釋放的影響 (圖1),而此種作用也是由莫拉克才開始受到注意。另外,主雨帶內的對流胞上衝流與背景西風低層噴流的交互作用,導致成熟胞與新生胞合併增強,也是一項使雨量增加的因子。綜合而言,莫拉克颱風極端降雨的發生,是多重尺度過程共同交互作用的結果,但其中颱風、西南氣流、及臺灣地形相互的影響,所造成的不對稱潛熱釋放效應,是由莫拉克而來的新發現,也特別值得我們關注。[參考文獻: Wang et al. (2022): A decade after Typhoon Morakot (2009): What have we learned about its physics and predictability? Wea. Forecasting, 37, 2161-2181]

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