地球科學園地

一九九八◆三月春季

《第五期》

 

 

     [回精選專文首頁]

台灣梅雨面面觀

陳正改/中央氣象局

 

  「五月南風下大雨,六月南風飄飄晴」,這句諺語正說明了台灣地區五、六月間的典型氣候。每年到了這個時候,台灣各地相對都較容易出現細雨紛飛、陰雨連綿的天氣,此即為台灣的梅雨季節,是台灣地區春夏交替過程出現的特殊天候現象,也是台灣地區最顯著的氣象災害之一。

  事實上,「梅雨」是東亞地區獨特的天氣與氣候現象,主要是發生在台灣、日本與華南的春末夏初。由於該時期雨量特別豐富,且適逢長江中、下游一帶梅子成熟季節,因而稱為「梅雨」( Mei-yu、plum rains、Baiu),又因該時期降水多而連續,空氣潮濕,物品容易發霉,因此也稱為「霉雨」(mold rains)。

  梅雨期的「多雨」雖然為我們的日常生活帶來些許不便,但也有「少雨」時的困擾,例如缺水和停水。在梅雨期內應防範對流雲系帶來的豪雨,因為對流雲系會引發短時間但劇烈的豪雨,導致山洪爆發進而帶來嚴重的災害,是台灣地區僅次於颱風的第二大氣象災害。

  以下擬以民國八十二年六月二日於苗栗-台中一帶的六二水災作為例子,來了解梅雨期的種種現象和成因。

  右側四張彩圖是六二水災發生前後的衛星雲圖。由台灣附近向西伸展的帶狀雲系是梅雨鋒面面帶。在梅雨鋒面雲帶南方及北方的無雲區分別是暖濕的熱帶海洋氣團以及乾冷的大陸氣團,鋒面雲帶受到這兩股勢力相當的冷暖氣團相互挾持,而於台灣至華南一帶徘徊,加上中尺度對流系統沿著鋒面雲帶發展,並東移到台灣中北部,終於引發中北部地區豪雨成災。苗栗地區自六月一日晚上二十點起即出現連續性的豪大雨,並延續至六月二日中午止,其累積雨量為:通宵508公厘、苑裡476公厘、三義391公厘、公館347公厘、大甲329公厘、大湖302公厘。由於雨勢強烈、雨量集中,進而引起山洪爆發,導致苗栗至台中一帶豪雨成災,不僅鐵公路中斷,農林漁牧亦災情頻傳,損失金額達新台幣20億元,為近年來災情較嚴重的梅雨個案。

 

 台灣的梅雨期指的是哪段時間?

  由於國內學者及專家分析的著眼點不同,以至於對台灣梅雨期指的時間有不同的看法,但由右圖所示的長期的統計資料可得如,台灣地區的梅雨出現在五、六月間,一般指的是從五月中旬到六月中旬、氣候上雨量較多的時期。

  事實上,大氣環流逐年都不同,每年梅雨期到來的時間也有很大的差異。中央氣象局為了提醒民眾和有關單位及早作好防火準備工作,自民國八十三年起,將每年的五、六月訂為台灣的梅雨期,藉此配合相關單位加強防災宣導,以預防及減輕梅雨誘發的豪雨和災情。


台北(上圖)及台中(下圖)二地
日降雨量氣候值(公厘,1955-1975年)及月平均日降雨量氣候值(橫線,1951-1970年)
(取自陳泰然及吳清吉的研究成果)

何時入梅、何時出梅?

  學術界為了研究的需要,對每年梅雨期確切的入梅(梅雨開始)、出梅(梅雨結束)的日期都有規範。目前較客觀、嚴謹的定義為:

  每年五、六月間,台灣地區會出現四天或四天以上的連續降雨天氣。四天的平均日雨量超過9公厘的第一天(日雨量9公厘是台灣北部地區五、六月的氣候平均日雨量),即為「入梅」的日期;而滿足上述條件的最後一個梅雨個案的次一天,即為「出梅」的日期。根據以上標準,梅雨期間可以有不下雨的日子,也可以是雨量較少的日子。

  表一是自1941年以來的57年內,台灣地區有關梅雨期的統計資料:

  • 入梅最早的是民國三十三年、八十二年及八十六年的五月一日;
  • 入梅最晚的是民國八十年的六月六曰;
  • 出梅最早的是民國六十九年的五月十二日;
  • 出梅最晚的是民國五十四年的六月三十日;
  • 最長的梅雨期為民國八十二年及八十六年的56天;
  • 最短的梅雨期為民國四十三年的7天;
  • 梅雨期平均每年有34天,即五月十七曰至六月十九日;
  • 最長的雨日為民國五十九年的41天;
  • 最短的雨日為民國四十三年及八十年的6天;
  • 平均每年有22天梅雨日。

表一 台灣地區各氣象站降水量標準準平均值
  
            1961∼1990年        單位:公厘(mm)

測 站 一月 二月 三月 四月 五月 六月 七月 八月 九月 十月 十一月 十二月 全年

 

 

 

 

 

 

淡 水 131.9 155.1 192.2 151.8 207.8 229.3 149.7 212.1 279.4 187.9 142.0 108.7 2147.7
基 隆 360.4 388.6 329.0 211.3 277.1 289.8 140.5 196.0 412.2 360.1 343.9 355.9 3664.8
台 北 91.8 137.5 184.4 152.6 233.3 281.9 233.1 268.5 325.4 117.4 79.8 74.5 2180.2
新 竹 81.3 130.5 201.5 172.1 262.0 284.8 141.6 214.3 156.7 47.3 42.3 54.8 1789.2
宜 蘭 163.1 167.7 136.0 108.2 214.0 214.6 135.8 224.2 497.4 404.9 303.4 177.6 2746.9
蘇 澳 393.6 381.4 234.7 185.8 302.2 266.9 171.3 284.6 615.3 697.0 613.1 327.6 4473.6
台 中 34.0 66.8 88.8 109.9 221.8 361.5 223.7 302.5 137.3 12.3 20.4 21.9 1600.9
梧 棲 29.3 74.6 111.7 136.3 217.2 217.4 169.4 234.8 83.1 4.0 20.9 18.6 1317.3
花 蓮 85.6 100.6 95.6 114.9 202.8 245.3 188.5 230.6 385.1 317.4 151.0 58.7 2176.3
嘉 義 27.9 43.4 60.4 100.8 201.4 363.6 278.0 397.9 181.5 18.5 13.2 20.2 1706.7
成 功 84.2 74.4 85.1 116.9 214.1 231.8 276.7 293.1 366.3 333.4 139.7 77.1 2292.6
台 南 17.9 23.9 35.1 68.9 181.1 357.9 292.7 364.6 155.0 25.2 16.6 7.6 1546.4
台 東 45.6 43.9 49.5 79.0 167.8 256.1 293.3 273.4 313.3 206.0 81.6 37.7 1847.2
高 雄 16.5 17.6 34.4 52.3 184.5 365.0 320.8 381.6 180.3 40.0 17.0 8.9 1619.0
大 武 55.2 58.8 52.9 79.8 209.9 338.2 422.2 391.5 363.9 214.6 79.6 42.0 2308.9
恆 春 24.7 22.6 26.4 37.7 177.7 331.3 390.3 464.4 313.1 123.4 39.3 14.0 1964.9

 

鞍 部 344.7 300.0 287.4 207.7 304.4 325.3 262.5 407.0 735.5 828.2 554.4 372.2 4929.1
竹子湖 291.4 256.0 238.1 173.3 257.1 285.4 248.1 403.5 708.9 822.8 527.4 323.3 4535.4
日月潭 50.2 85.5 114.0 155.1 343.8 525.1 337.4 402.4 229.6 52.2 27.0 32.6 2355.0
阿里山 88.6 113.7 158.8 209.5 537.1 743.8 592.2 820.4 464.0 126.1 54.3 53.7 3962.2
玉 山 133.4 161.5 161.4 210.6 441.7 564.3 384.5 463.8 330.4 136.8 82.2 81.5 3152.1

彭佳嶼 156.4 167.1 189.9 151.7 206.4 222.6 90.6 173.5 229.7 113.7 128.2 118.2 1947.9
澎 湖 22.1 40.1 60.2 83.3 123.1 175.3 131.4 144.0 109.1 23.1 23.9 18.9 954.5
東吉島 15.5 24.9 45.7 55.7 124.9 214.2 146.0 147.9 96.2 20.3 21.5 9.6 922.5
蘭 嶼 274.8 224.5 186.2 152.8 244.2 297.8 217.1 265.3 373.0 318.7 278.3 223.0 3055.6

 備註:1.蘇澳測站資料為1982年至1990年  2.梧棲測站資料為1977年至1990年
    3.嘉義測站資料為1969年至1990年  4.東吉島測站資料為1963年至1990年

 

 梅雨期的天氣與氣候特徵

  梅雨期最主要的天氣特徵便是持續性降雨。台灣地區各地出現連續性或間歇性下雨,間或夾帶豪雨,形成典型的台灣梅雨。

  宋朝時代曾有三位詩人對長江梅雨的天氣變化有極傳神的描述:趙師秀的「黃梅時節家家雨」、曾紆的「梅子黃時日日晴」和戴復古的「熟梅天氣半晴陰」,也都是台灣梅雨天氣的極佳寫照。由於台灣梅雨期間經常引發豪雨,因此台灣大學陳泰然教授乃填上「梅子成熟傾盆雨」之警世詞句。

  梅雨期主要受到梅雨峰面系統的影響(詳見後述),有時大量降雨,有時雨量很少,有時降雨時間很短暫,有時連續多日。事實上,梅雨期有時會有二個峰面系統先後連續影響台灣地區,致使連續陰雨的天數相對增長。當一道鋒面過後、另一道鋒面抵達之前,會有幾天晴朗天氣,但持續的時間長久或短暫都不一樣,有時鋒面接二連三而來,幾乎無晴朗的日子可言,有時又相隔甚久,晴朗多日。

  在每年的梅雨期內,平均有四至五個梅雨鋒面系統影響台灣地區。由於受到鋒面系統的影響,台灣地區梅雨期內的平均降雨量為450至500公厘,為每年年平均雨量的四分之一。

  台灣地區每年梅雨期的降雨有很大的差異,可見「梅雨」在台灣地區是非常不穩定、變動甚大的天氣現象,所以不必特別強調梅雨期的長短與雨日的久暫,而應注意梅雨鋒面系統所伴隨的豪雨(詳見第六期的《台灣梅雨期之豪雨》一文)。

  綜合上述說明,台灣地區各地梅雨期主要的氣候特徵有:

  1. 連續性降雨,並夾帶雷陣雨;
  2. 降雨量僅次於颱風時期;
  3. 持續性降雨機率是全年最大值;
  4. 由於持續性降雨,而使氣溫有時不但不隨接近夏季而上升,及而有下降或平穩趨勢。

梅雨期的降雨紀錄

  • 連續陰雨的天數平均為5至6天,最長曾達22天(民國六十三年五月二十三日至六月十三日);
  • 連續不下雨的天數,平均為3至4天,最長為13天(民國六十五年六月一日至十三日);
  • 梅雨期間每天的平均降雨量,約為20至25公厘;
  • 平地氣象站所測得的最大日雨量為恆春的485公厘(民國三十二年六月十三日)居首,台南的326公厘(民國六十六年六月七日)次之,而民國七十三年六三水災時,台北的249公厘居第三;
  • 高山氣象站所測得的最大日雨量以阿里山的518公厘(民國六十三年六月十八日)居冠。

台灣的地形如何影響梅雨期的雨量?

  因為受到中央山脈的影響,迎風面西側的梅雨雨量分布顯著高於東側,約為東部的2至6倍,尤其在嘉南地區,五、六月的雨量有百分之八十集中在梅雨期。

  梅雨時期各地豪雨的發生頻率分布也有類似的情形:中央山脈西側約為東側的2至4倍,發生頻率最高的地區位於台南至阿里山一帶,其次則在新竹一帶。這些現象顯示地形效應對台灣梅雨期間氣候特徵具有決定的重要性。


1950-1980年梅雨期平均降雨量佔五月與六月總平均降雨量百分比
(參考自陳泰然及楊進賢的研究成果)

1975-1984年五月與六月台灣地區各氣象站326次豪雨個案空間分布
 (參考自陳泰然及楊進賢的研究成果)

控制梅雨天氣變化的因素有哪些?

  梅雨期間台灣地區的逐日天氣變化,主要受水平距離可達千公里的綜觀尺度天氣系統,如梅雨鋒面系統、梅雨鋒面系統後方的西伯利亞冷高壓、太平洋高壓等的控制。至於數小時到一天的短期天氣變化,則受到範圍為百公里、梅雨鋒面系統裡面的中尺度對流系統(對流胞)的主宰。

  事實上,主宰梅雨期間的天氣變化主要取決於上述綜觀尺度與中尺度對流天氣系統是否存在,以及其時空與強度的差異,故可預期梅雨期間各地的天氣是千變萬化的。

紅外線色調強化雲圖

  這是具有半定量性質的雲圖,可提供的資訊包括雲頂溫度分布形式、對流強度、強對流中心位置等,可提高雲圖的使用價值。因此,此雲圖不論在天氣預報或研究上均扮演相當重要的角色。目前中央氣象局在全球資訊網上所設立的氣象資訊服務站(網址為 http://www.cwb.gov.tw)即有提供此雲圖,各色彩所代表的意義詳見下圖的說明。

  梅雨鋒面系統在衛星雲圖上,經常可觀測到明顯濃密的雲帶,由日本南方海面往西南方向延伸經台灣、華南地區。以上述的六二水災來說明,則是因為中尺度對流系統的雲胞正好盤據在台灣中北部一帶而造成的。

 對流愈強雲頂發展愈高,雲頂溫度愈冷,色調強化曲線MB即為針對流雲而設計,主要目的為凸顯對流現象。
 簡單的分辨方式是將對流看成一座山,由高空鳥瞰這座山,不同顏色代表不用高度,例如左圖中之
A、B兩個對流胞,各色彩所代表的溫度說明如下。
 對流胞
A與對流胞B的最高雲頂同顏色,表示最冷雲頂溫度相同,但對流胞A的雲型發展較平緩,在彩色雲圖上顏色變化層次分明;對流胞B的雲型發展則較陡峭,故在雲圖上顏色變化較劇烈,而不易分辨。

中尺度對流天氣系統是什麼?

  梅雨下了多少?還會下多少?梅雨期還會持續多久時間?導致豪雨的梅雨鋒面系統將移至何處、何時離開?這一連串問題對氣象人員是很大的挑戰。欲回答上述問題,則需了解梅雨鋒面系統內經常存在的「中尺度對流天氣系統」,其短時間內的動向及雲系特徵等天氣現象,是決定梅雨天氣現象的關鍵,導致梅雨期劇烈降雨的因素大都來自梅雨鋒面雲帶上的中尺度對流天氣系統。

  「中尺度對流天氣系統」指的是組織良好的對流天氣系統,其水平尺度範圍寬達20公里以上,有持續長達3小時以上的生命期,經常伴隨顯著的降雨和局部的天氣變化。中尺度對流天氣系統是地球表面降水的主要製造者,也是短期天氣預報的主要對象,在全球的氣候變化上扮演重要的角色。(至於中尺度對流天氣系統對梅雨季豪雨的影響,請詳見第六期的《台灣梅雨期之豪雨》一文)

  由於從衛星影像可以觀測中尺度對流天氣雲系的發展特徵以及演化過程,因此,最近的天氣預報均利用氣象衛星雲圖來分析及研判中尺度對流天氣系統。

 

 為什麼會有梅雨?

  台灣所在的東亞為全球季風很顯著的區域,冬季盛行東北季風、夏季盛行西南季風,在春未夏初的過渡季節交綏所產生的特殊現象就叫做梅雨。

  此時,南來的西南季風氣流與尚未完全退去的東北季風在華南與台灣地區相遇,兩股勢力經常相對峙,使位於其間的峰面系統徘徊在台灣及附近地區,呈滯留狀態,稱為「梅雨鋒面系統」,於是台灣地區各地出現連續性或間歇性下雨,間或夾帶豪雨,形代典型的台灣梅雨(下圖)。這種現象大概維持一個月的時間,爾後峰面漸向北抬,到達長江流域及日本之間,形成長江梅雨及日本梅雨。台灣梅雨產生的時間雖不完全與梅子成熟期相吻合,但其天氣及氣候特徵和長江梅雨、日本梅雨相類似,故仍沿用梅雨的名稱。


台灣地區梅雨期間地面平均圖(參考自蔡清彥與陳正改的研究成果)

  梅雨期的鋒面到達台灣附近時,容易發生滯留或徘徊而導致連續性降雨,

但鋒面系統的組織或結構變動性甚大,降雨情形不一。(下圖)


梅雨鋒面系統立體示意圖

 

 梅雨帶來了哪些災害呢?

  台灣地區除東北部之外,其他地區多屬於冬季乾燥的氣候類型,春季若無適當的降雨,乾旱現象便會隨即發生。台灣地區梅雨期內平均為雨量為450至500公厘,約佔年雨量的四分之一,為大自然解除春季旱象最有效的方式。即使春季有正常的降雨量,但若該年梅雨不顯,即為乾梅或空梅,則可能發生缺水甚至乾旱現象。

  相反的,梅雨期降雨導致的災害損失更是有目共睹。例如,台灣地區,尤其是中、北部,一期稻作成熟期剛好是梅雨期,若出現連續的陰雨天氣,不僅會影響收割,也會使穀粒脫落發芽,對其他作物也會造成損害,對農業而言,連續陰雨正是一項災變天氣,若有豪雨發生則災情更加劇烈。

  近年來,台灣已漸由農工並重發展成為工商並重,由於工商發達、經濟繁榮、民生富裕,劇烈天氣導致的災害損失也隨之增大。根據中央氣象局近12年(1985至1996年)來的統計分析,台灣地區因為氣象災害所造成的直接損失平均一年可達新台幣185億元,其中由梅雨造成的災情即佔16%,平均每年約達新台幣30億元。

梅雨期的豪雨紀錄

  梅雨期間雖然並不一定發生豪雨,但一旦出現,往往暴洪災害更為突顯。例如,民國七十年桃竹地區的五二八水災、七十三年台北地區的六三水災與六一O水災、八十二年苗栗及台中地區的六二水災、八十五年嘉南地區的五二八水災。這些因豪雨損失數十億甚至近百億之級的氣象災害,至今仍令人記憶猶新。

梅雨也會帶來益處

  台灣電力公司為節省發電燃料成本,對中央氣象局於颱風及梅雨期間所發布的豪大雨特報均相當重視,並適時充分應用以增加水力發電的效益。

  例如民國八十六年五至六月梅雨期間,台電公司即根據中央氣象局提供的正確豪雨預報資訊,適時調度各水庫的蓄水量,予以滿載發電,不僅發揮了防洪及灌溉功能,同時為該公司節省了發電燃料費達新台幣20億餘元,並增加了水力發電量達7億8千萬度。顯然,梅雨期適時適量的降雨,對水資源的分配、調度及應用具有重要的正面價值。

何時發布「大雨特報」或「豪雨特報」?

  中央氣象局氣象預報人員綜合分析各種氣象資料,研判有豪雨或者大雨可能發生時,即會對外發布「大雨特報」或「豪雨特報」,呼籲大眾採取防範措施,以減少災害損失。其標準如下:

  • 大雨特報:每小時雨量超過15公厘,二十四小時累積雨量超過50公厘以上的連續性大雨。
  • 豪雨特報:每小時雨量超過15公厘,二十四小時累積雨量超過100公厘以上的連續性大雨。

梅雨豪雨的研究

  為了了解梅雨鋒面系統如何帶來豪雨,以改進天氣預報的技術、減少災害的損失,行政院國科會自民國七十二年至八十二年間推動了為期十年的「台灣地區中尺度實驗」(TAMEX:Taiwan Area Mesoscale Experiment)計畫,並邀集國內外近百位科學家,針對梅雨鋒面、中尺度對流天氣系統以及地形效應,於民國七十六年五月一日至六月三十日在台灣及鄰近海域進行13次海陸空聯合的密集觀測實驗,隨後並進行5年的後續科學研究。

  經過了將近15年,在學術界與作業單位共同努力及合作之下,除了更加了解梅雨期的中尺度天氣系統和過程以外,也有系統的在國內外一流的學術期刊中發表將近百篇研究論文,最後更進一步將科學研究成果轉化成改進預報作業的方法與技術,中央氣象局現行使用的「即時天氣預報系統(WINS)」的建立就是其中最明顯的例子。

  民國八十二年以後,兩岸政治環境產生了顯著變化,兩岸氣象界經由互訪交流及討論,已經將華南及台灣地區的梅雨期豪雨問題同時列為雙方共同研究的課題,並規劃於1998年五至六月間在海峽兩岸及鄰近地區,進行密集的氣象實地觀測實驗,即「華南及台海地區中尺度實驗 HUAMEX(HUAnan and Taiwan area Mesoscale Experiment)」,針對梅雨期的豪雨問題,進行資料蒐集、資料交換、基礎科學研究以及預報技術發展等合作工作。

回頁首