2019科創講堂

當Ms.颱風遇到Mr.氣候變遷

講者/國立臺灣大學大氣科學系特聘教授 吳俊傑

撰文/整理/科學人
2019/08/16

2019科創講堂

當Ms.颱風遇到Mr.氣候變遷

講者/國立臺灣大學大氣科學系特聘教授 吳俊傑

撰文/整理/科學人
2019/08/16


科學的進展幫助我們解決了許多重大的地球與環境問題,可是在氣候變遷的議題上,卻還是懸而未決,雖然國際間曾透過簽訂公約來達成減少二氧化碳排放的共識,但是這其中牽扯到跨國政策、社會和經濟問題,實際上一直都沒有辦法真正落實,仍需要跨領域科學家更多的研究及探討更佳解決方案。


永續發展的一個重要主軸便是氣候變遷,台灣在10年前經歷莫拉克颱風風災,破紀錄的長延時降雨導致山崩,造成小林村嚴重傷亡,越來越強的風暴系統和劇烈降雨與氣候變遷存在著什麼樣的關聯性呢?當今的科學是否能夠預測全球暖化環境下未來的颱風變化呢?


颱風預測理論與成果


颱風有幾個基本的特徵參數:頻率、強度、風暴潮、降雨。颱風運作的原理是一個複雜的過程,大氣科學家嘗試利用熱力學的卡諾熱機理論來詮釋,只要知道海表面溫度與颱風上層大氣的溫度差異,就可以計算出颱風的潛在強度,Emaneul教授在1987年是第一位利用颱風潛在強度來評估伴隨氣候變遷的颱風強度變化,結論表示海表面溫度每增加0.5度,颱風的海表面最大風速就有機會再增加2~3%。


2004年, Kunutson博士利用電腦模式模擬颱風強度的分布,顯示在未來二氧化碳倍增的情境下,颱風會變的更強。2005年Webster教授研究指出,根據1970~2004全球統計,發現強烈颱風的比例越來越高,輕度颱風則越來越少,顯示颱風在過去30年有增強趨勢。然而2006年世界氣象組織第六屆國際颱風研討會指出,從近百年的資料中發現,雖然目前海表面溫度有所增加,但是仍沒有足夠證據顯示颱風強度的改變和全球暖化的關聯,未來仍需要更多更可靠的觀測資料與分析,以及利用更進階電腦模式來探討颱風與全球暖化之間的關係。


科學預測未來颱風越來越強大


近十年來,隨著科技的發展,修正了過去颱風資料分系的偏差,最新研究結果顯示颱風生成的頻率在過去100多年裡,並沒有明顯變化的趨勢,但是行經東亞地區的颱風在過去30年裡增強了12~15%,第四到第五級強烈颱風所佔總颱風個數比例增加了1倍,颱風出現快速增強的頻率在大西洋增加2倍,颱風達到生命期最大強度的位置約略偏向往高緯度,而颱風的移動速度也有減慢趨勢,特別是在西北太平洋有最顯著的移速減慢特徵,導致延長颱風影響時間。


電腦預測模式一直在進步,現在颱風的模擬結果(生成位置、頻率等)已更為接近實際颱風的氣候統計狀態。研究結果顯示,未來颱風強度會越來越大,全世界主要的氣候模式多數顯示颱風的頻率和個數將會減少,而颱風帶來的降雨也會增加,新的氣候模式推估顯示,過去數百年才會發生一次的大洪水,未來會加速在百年可能就會發生一次。


吳俊傑教授總結,最先進模式評估顯示,氣候變遷對於海平面上升及颱風降水增加的影響是確定的,沿岸的洪水問題將可能更嚴重,台灣的防災工作有必要持續精進,因應新的挑戰。