天氣 的 形成 原因 __UNDEF__ 我們 西南 氣流 實驗 又 叫做 追雨 實驗 那 我們 的 目的 其實 就 是 在 西南 氣流 盛行 的 時候 呢 在 台灣 造成 的 降成 豪雨 的 情況 那 其中 一 個 非常 重要 的 議題 就 是 當 颱風 通過 台灣 的 時候 所 引進 的 西南 氣流 所 造成 的 豪雨 造成 的 雨 的 大小 的 時候 事實 上 跟 颱風 的 路徑 颱風 的 強度 都 有 非常 密切 的 關係 台灣 的 夏季 是 西南 氣流 盛行 的 期間 一般而言 嘉南 地區 雷陣雨 較多 的 原因 除了 嘉南 平原 因 太陽 照射 引起 午後 對流 旺盛 外 西南 氣流 受 東邊 較 高 山勢 的 阻擋 而 形成 爬升 作用 對 觸發 雷陣雨 扮演 了 相當 重要 的 角色 同時 此 區 上 對流層 多 吹 穩定 的 東風 這 與 低層 西南風 有 相當 多 的 交角 這 也 是 維持 不斷 有 雷雨 發生 的 機制 之 一 我們 可以 從 衛星 上 看 得 到 這 個 颱風 現在 是 相當 的 不 對稱 的 情況 所謂 不 對稱 就是說 大部分 降雨 都 在 它 的 南邊 或者 是 西南邊 它 的 北邊 事實 上 因為 很 乾 常常 有 一些 乾 空氣 就 進去 那 這 個 條件 是 讓 颱風 減弱 一 個 非常 重要 的 一 個 條件 但是 事實 上 又 有 一些 溫暖 而 潮濕 的 空氣 從 東南方 再 進到 這 個 storm 所以 這 有點 像 兩 股 勢力 互相 在 拔河 在 颱風 環流 內 四 個 象限 中 所 吹 的 風向 都 不同 在 颱風 的 東南 象限 吹 的 是 西南風 這 種 西南風 是 隨著 颱風 動向 而 移動 如果 當 颱風 中心 位於 馬公 附近 台灣 的 西南部 正 位於 颱風 環流 的 東南 象限 內 所以 吹 西南風 這 種 西南風 若是 搭配上 台灣 夏季 的 西南 氣流 一旦 遇上 地形 影響 就 會 增加 降水 導致 豪大雨 的 發生 這 也 就 是 造成 南部 地區 各 種 災害 的 主要 原因 之 一 颱風 的 位置 假如 說 照 現在 數值 模式 的 預測 的話 應該 是 在 澎湖 左右 那 在 澎湖 的 左右 這 個 時候 它 的 南邊 啊 就 會 引進 西南 氣流 我們 想要 知道 說 這 個 西南 氣流 它 發生 的 原因 它 的 強度 還 有 它 的 一些 西南 氣流 裡面 水氣 分配 的 一 個 情況 為什麼 很 重要 呢 因為 這 時候 引進 的 西南 氣流 跟 山區 跟 我們 中央山脈 在 運作 的 時候 我們 所謂 的 交互作用 地 情況 底下 那 可能 會 帶進來 多少 的 雨 事實 上 跟 西南 氣流 的 強度 是 很 有 關係 的 西南 氣流 及 其 所 挾帶 的 豐沛 水氣 在 2009年 8月 對 台灣 就 發生 了 重大 的 影響 根據 中央 氣象局 資料 顯示 2009年 8月 6日 到 10日 莫拉克 颱風 在 全 台 降雨 最多 的 前 十 名 地區 全部 集中 在 嘉義 __UNDEF__ 高雄 及 屏東 三 個 縣市 以 一 個 中度 颱風 的 威力 莫拉克 為何 會 降下 如此 龐大 的 雨量 呢 它 是 在 生長 在 一 個 我們 叫做 季風槽 就 是 一 個 大 低壓 的 系統 裡面 那 這 個 季風槽 提供 了 一 個 很 大 範圍 的 我們 叫 西南 氣流 那 這 個 西南 氣流 其實 是 從 孟加拉灣 印度洋 那 一帶 一路 把 水氣 傳送到 莫拉克 颱風 的 附近 那 莫拉克 颱風 就 一直 長 在 季風槽 的 北邊 那 所以 這 個 季風槽 北 移 莫拉克 颱風 也 一直 北 移 這樣子 所以 它 是 處在 一 個 非常 有利 水氣 發展 的 環境 裡面 那 當 它 接近 了 這 個 台灣 以後 一方面 因為 這 個 整 個 大氣 環流 變 弱 了 或 因為 受到 這 個 地形 影響 所以 整 個 莫拉克 颱風 它 的 速度 就 減慢 下來 了 那 減慢 下來 過程 當中 在 這 個 台灣 的 西南部 台灣海峽 這 一帶 產生 了 一 個 非常 強 的 一 個 對流帶 維持 在 那邊 大概 十幾 個 小時 那麼 久 那 每 個 小時 都 要 下 個 七八十 個 公厘 這樣 的 雨量 那 這樣 十幾 個 小時 持續 下去 的 結果 呢 就 在 台灣 造成 了 一 個 就 是 破紀錄 的 這 種 超大 的 豪雨 由 台灣 大學 吳俊傑 教授 主持 的 追風 計畫 自 2003年 起 就 已經 開始 與 美軍 和 日本 的 研究 單位 合作 計畫 的 目的 是 在 研究 西北 太平洋 地區 所 形成 的 颱風 研究 團隊 利用 飛機 飛越 颱風 風暴 的 上空 進行 實驗 和 大氣 資料 的 搜集 藉 此 獲得 更多 有關 颱風 的 第一手 資料 2009年 追風 計畫 也 完成 了 蓮花 莫拉克 芭瑪 及 盧碧 等 4 個 颱風 7 次 的 飛機 觀測 也 成功 的 使用 了 102 具 投落 送 預測 了 當時 的 颱風 路徑 及 分析 其 周圍 結構 並 即時 顯示 在 中央 氣象局 的 預報 系統 中 其實 追風 計畫 它 主要 的 目的 是 在 提供 颱風 的 這 個 結構 還 有 它 中心 的 位置 它 的 風 的 強弱 可以 改善 颱風 路徑 的 預報 還 有 它 範圍 的 大小 的 一 個 估計 但是 老實 講 對 這 個 雨量 部分 呢 它 目前 能夠 提供 的 資訊 還是 非常 有限 的 但是 它 或許 可以 間接 改善 我們 的 雨量 預報 因為 台灣 受 颱風 的 影響 我們 只要 大約 知道 颱風 來 的 路徑 的話 多少 可以 掌握到 雨量 的 分布 所以 通常 現在 目前 國際 上 的 趨勢 是 用 那 個 衛星 的 遙測 資料 或者 它 更 接近 臺灣 離 臺灣 大概 兩三百 公里 的 時候 我們 可以 用 我們 臺灣 的 雷達網 資料 然後 用 比較 好 的 如果 比較 好 的 雷達 設備 的話 我們 可以 去 估計 這 個 颱風 裡面 到底 有 多少 水 存在 那 它 可能 下 的 雨量 有 多 大 但是 老實 講 這 個 是 一 個 在 發展 中 的 一 個 新 的 科技 設置 在 台北 盆地 北面 山區 的 鞍部 氣象站 對於 來自 東北方 的 大氣 在 進入 台北 盆地 時 觀測 山區 天氣 變化 主要 的 觀測站 目前 中央 氣象局 在 台灣 地區 設置 了 25 個 人工 地面 氣象 測 站 以及 394 個 無 人 的 自動化 地面 測 站 這些 氣象站 觀測 其 所在 空間 的 氣象 因子 包括 氣壓 氣溫 降水量 風速 風向 等等 天氣 資料 並 將 資料 傳送回 氣象局 觀測 作業 都 循 著 世界 氣象 組織 的 作業 規範 進行 全球 統一 天氣 觀測 時間 是 以 格林威治 時間 的 每 天 零時 六時 十二時 十八時 也 就 是 台灣 地區 的 八時 十二時 十六時 二十四時 因此 台灣 地區 的 觀測 作業 也 必須 在 每 天 的 早上 十點半 下午 四點半 晚上 十點半 以及 清晨 四點半 這 四 次 的 天氣 預報 發布 之前 將 散布 在 台灣 各 地 的 氣象站 在 同 一 個 時間 所 觀測到 氣象 資料 加上 與 各 國 交換 後 得到 的 天氣 資料 彙集 整理 之後 便 能 繪製出 一 個 完整 的 天氣圖 天氣圖 能 反映出 這些 肉眼 看 不 透 的 大氣 也 讓 氣象 人員 能 掌握 那些 遠 在 台灣千里 之外 的 大氣 運動 情況 進而 判斷 台灣 頂上 這 一 片 天 的 可能 變化 利用 肉眼 可以 觀測 的 氣候 現象 就 是 雲 雲 是 氣流 在 大氣 中 擾動 的 痕跡 不同 的 雲 反映出 不同 的 大氣 現象 雲 的 型態 取決 於 雲 形成 的 高度 以及 空氣 發生 何 種 變化 如果 對流 越 旺盛 越 容易 形成 積雲 積雨雲 這 種 容易 降雨 的 雲 空 的 保特瓶 然後 我 在 這 個 保特瓶 的 內部 注入 一些 液體 然後 這裡 有 個 瓶塞 把 它 塞緊 旁邊 看 的 就 是 個 打氣筒 我 請 宗勳 （ 助理 ） 幫忙 把 氣體 打進去 一般 的 空氣 各位 就 是 注意 一下 待會 有 什麼 樣 的 現象 好 很 震撼 各位 第一 個 想像到 的 是 什麼 這 個 白白 的 霧狀 的 東西 是 不 是 很 像 你 在 天 上 看到 的 雲 那 其實 這 個 過程 跟 雲 的 形成 是 有 很 大 的 相關性 因為 雲 的 形成 它 事實 上 有 一 個 部分 是 絕熱 膨脹 造成 的 所謂 絕熱 膨脹 就 是 這 個 （ 壓力 釋放 ） 過程 發生地 非常 快 所以 沒有 任何 熱 平衡 的 現象 所以 氣體 快速 衝出去 的 過程 裡頭 （ 氣體 分子 ） 它 迅速 膨脹 因為 迅速 膨脹 的 關係 所以 它 的 溫度 就 急遽 的 下降 那 我們 知道 氣體 溫度 下降 以後 就 會 凝結成 液體 也 就 是 各位 看到 雲 裡面 的 那些 小 水滴 以 一 塊 雷雨雲 的 生命 歷程 來 說 先 是 有 一 股 上升 氣流 把 溫暖 潮溼 的 空氣 送上 空中 上升 的 空氣 因為 氣壓 降低 空氣團 的 體積 膨脹 使得 氣體 分子 彼此 碰撞 的 次數 減少 於是 空氣團 的 溫度 降低 水汽 開始 凝結成 變成 雲 當 下方 補充 的 上升 氣流 非常 旺盛 時 雲 也 就 越 積 越 高 直 上 更 冷 的 高空 絕熱 膨脹 作用 下 於是 雲 中 的 小 水珠 凝結成 更 大 更 重 的 水珠 有的 則 凍結成 雪 或 雹 直到 重量 再 無法 被 上升 氣流 所 支持 就 開始 落下 當 對流雲 範圍 在 300 到 400 公里 將 成為 一 個 中 尺度 的 大氣 活動 範圍 它們 的 生命 週期 往往 都 在 6 到 12 個 小時 左右 在 熱帶 地區 它們 有 可能 是 颱風 生成 的 前兆 在 副熱帶 或是 中緯度 地區 則 會 帶來 大量 的 雨水 而 這 大量 的 雨水 就 是 引發 土石流 的 三 要素 之 一 我們 在 做 土石流 實驗 的 時候 最終 的 目的 其實 都 想 知道 最後 它 影響 的 範圍 跟 最後 堆積 的 厚度 那 這 回歸到 我們 土石流 發生 的 三 個 要素 一 個 是 水量 一 個 是 材料 還 有 一 個 是 坡度 坡度 越 大 往往 沖下來 的 速度 就 越 快 所以 它 往 前 衝 的 範圍 就 越 大 可是 相對 堆積 的 厚度 就 少一點 那 如果 料源 我們 放 得 越 多 那 下來 的 部分 也 是 一樣 它 含蓋 的 範圍 也 就 越 大 但是 在 含蓋 範圍 之內 土石流 的 堆積 厚度 就 高 最後 一 個 是 水量 水量 剛剛 好 我們 才 會 有 土石流 我們 有 一 個 基本 的 研究 指出來 如果 堆積 厚度 在 0.5 公尺 以下 那麼 對 我們 結構 與 人 的 傷害 是 比較 低 的 那 如果 0.5 到 1