興趣使然的天氣分析

總算下完了，這大概是8/5以後臺灣人的共同心聲
持續性、非颱風影響、罕見的強降雨
讓這個7月濕到不可思議的程度
本次氣象署自7/28起至8/4開設豪大雨應變加強測報作業
降雨的持續性在盛夏的7月十分罕見

自2020年6月15日西北太平洋第2號颱風鸚鵡消散以來至 7月31日，該洋面已經超過一個1個半月未有任何達熱帶風暴（輕度颱風）以上標準之熱帶氣旋生成，這個西北太平洋颱風好發的月份，創下了自1951年有可信觀測紀錄以來頭一次西北太平洋7月沒有熱帶氣旋生成與經過活動的歷史紀錄。

7月份西北太平洋地區生成熱帶風暴之比例約佔全年度的15%，屬全年平均第三高的月份，如果7月掛0，全年熱帶風暴系統生成總數大幅下滑的可能性不是沒有，而造成這樣罕見的短期氣候事件背景以及隱含物理意義究竟為何？本文在此對次無颱事件作簡單初探，並釐清造就此事件之背景氣候條件可能帶來的其他天氣影響。

文章很長以下是給趕時間的人的結論

無颱事件因果流程圖說：

流程太複雜？沒關係，拆成三個部分用空間概念圖解：

五月初至今的MJO事件讓南海到東亞地區的風場比起近幾年更早轉成了西南風，然而受限於MJO本身性質對於赤道西風的抑制作用以及南半球跨赤道流尚未完全建立，五月份的東亞大氣環境以夏季季風爆發嚴格上來說只能算是完成了一半，畢竟完整的跨赤道氣流尚未出現。不過不用擔心，隨著五月份的MJO事件的後續效應逐漸浮現，顯著跨赤道流的出現以及降雨量應該是可以預期的。

今天想分享的部分，主要會圍繞著五月份以來的MJO事件引發的一連串後續效應如何影響到六月份的東亞氣候狀況：

首先把MJO的縮寫展開：Madden Julian Oscillation，名字裡有著震盪的意義，那就一定有週期性可言。

這類的30~60天左右的週期性如何循環？震盪的對流訊號初始如何形成？在目前來說尚未有一個獲得共識的說法，目前就MJO的生成機制上的學說有印度洋地區的局地強迫、熱帶外的強迫效應，以及連續生成過程等(Hsu et al. 1990, Zhao et al. 2013, Mei et al. 2014)，然而常常有在注意MJO訊號的傳播過程就可以知道，不是每個對流訊號都那麼的規律在1-8相位上移動完一輪、MJO生成初始的對流訊號也不總是在西印度洋、對流訊號也不是總是遇到海洋大陸就消散，強度也不是在熱帶印度洋至西太平洋最強有時可以在中太平洋才顯著發展…..等等，有很多常規以外的事件，因此在MJO的形成機制上，不同的學說往往能解釋的種類也有限。

這跟今天要說明的有甚麼關係呢，首先先看一下近期的MJO對流事件如何演變：

在第一波梅雨鋒到達的此刻把這篇文章發出來應該還算來得及，以下是個人對於梅雨降雨趨勢的一點小小看法，歡迎討論指教，不過此文也只為個人看法僅算是作為練習分析用途，不做預報用，詳細氣象預報資訊仍請以氣象局發布之最新訊息為準。
影響梅雨季的降雨多寡因素很廣：
中緯度的冷空氣活躍程度：這其實與極區的溫度狀況有關，而冷空氣活躍趨勢其實左右了西風帶的波動，進而決定氣流是以南北向（經向）或是以東西向（緯向）為主，而氣流走向其實和南方水氣北上程度以及冷暖空氣交會創造不穩定度的大小有關。
副高走向分布：從副高型態分布來看，也是一個影響氣流走向以及水氣北上程度一個重要的因子，其勢力撤出南海與否更是被視為南海季風肇始的指標之一，在中高緯度的表現常常受西風波動之影響，導致大氣呈現緯向或是經向型，同樣左右南方水氣北上程度以及冷暖空氣交會創造之不穩定度程度。
熱帶及南半球訊號：季內震盪（MJO）伴隨之西風活躍、水氣，除了影響南海季風肇始時間外，也會因其強弱及活動區域透過遙相關機制的不同左右梅雨時的降雨量。此外，南半球的副高活動做為跨赤道流的源頭，故其強弱及型態分布同樣不可忽視。而熱帶海溫的變化就左右了低緯度西南季風所攜帶的水氣量，甚至影響局地次環流，亦可對副高造成影響，同樣值得分析。

嗯，突然發現，瑪莉亞路徑修正的趨勢，跟最近幾天東亞的大氣環流配置變化有關，模式好像抓不太到，趁這機會在把以前常常強調的影響駛流例子過這次教材說明一下。

南亞高壓：夏季時由於青藏高原可感熱加熱加上季風於東亞、東南亞及南亞等地的降水潛熱釋放等效應，產生輻合上升，在100-200hPa形成的巨型反氣旋區，主要在對流層頂部活躍，是夏季北半球尺度僅次於極渦的大氣環流系統。

由於其位於對流層高層的副熱帶大氣，其勢力變化也會連帶影響周圍的其他天氣系統，比如東邊的副高。

在了解其和副高的相互影響之前，先來看看南亞高壓的幾種型態：

羅四維等(1982)研究中，以100°E為界，將南亞高壓分為：

寒顫．起源

寒潮爆發是西風帶異常的結果，劇烈的西風帶波動意味著極區與低緯區有顯著的冷暖空氣交換。如上圖所示，一月底開始至二月中上旬的強冷空氣持續影響，對臺灣的天氣造成了少見的大幅度持續性降溫，這意味著這波冷空氣性質不但相當冷，還很持久，持久的因素可以透過上圖（摘自JMA）做處理找到直接的原因：

再說的白話些：兩脊夾一槽，上方脊（阻塞一號）提供冷空氣加深槽，下方脊（阻塞二號）被槽強化反過來阻擋西風帶，冷空氣一直堆積在槽底並緩慢外洩，臺灣正好於這段期間位於槽底。

好了，其實這篇文章到這裡就可以結束了，如果想從天氣尺度了解成因的話。

（以下長文慎入）

在第一波梅雨鋒到達的此刻把這篇文章發出來應該還算來得及，以下是個人對於梅雨降雨趨勢的一點小小看法，歡迎討論指教，不過此文也只為個人看法僅算是作為練習分析用途，不做預報用，詳細氣象預報資訊仍請以氣象局發布之最新訊息為準。
影響梅雨季的降雨多寡因素很廣：
中緯度的冷空氣活躍程度：這其實與極區的溫度狀況有關，而冷空氣活躍趨勢其實左右了西風帶的波動，進而決定氣流是以南北向（經向）或是以東西向（緯向）為主，而氣流走向其實和南方水氣北上程度以及冷暖空氣交會創造不穩定度的大小有關。
副高走向分布：從副高型態分布來看，也是一個影響氣流走向以及水氣北上程度一個重要的因子，其勢力撤出南海與否更是被視為南海季風肇始的指標之一，在中高緯度的表現常常受西風波動之影響，導致大氣呈現緯向或是經向型，同樣左右南方水氣北上程度以及冷暖空氣交會創造之不穩定度程度。
熱帶及南半球訊號：季內震盪（MJO）伴隨之西風活躍、水氣，除了影響南海季風肇始時間外，也會因其強弱及活動區域透過遙相關機制的不同左右梅雨時的降雨量。此外，南半球的副高活動做為跨赤道流的源頭，故其強弱及型態分布同樣不可忽視。而熱帶海溫的變化就左右了低緯度西南季風所攜帶的水氣量，甚至影響局地次環流，亦可對副高造成影響，同樣值得分析。

　　每年這個時候接近冬季尾聲，偶而有來自南方的暖濕水汽形成華南雲雨區東移，但要明確掌握其對臺灣的影響程度，有時仍具挑戰性，尚無法做到完全有效掌握。

　　未來這一周在低緯熱帶的水汽源逐漸隨副高邊緣北上，配合本周三開始影響臺灣的冷空氣，預計是較為濕冷的天氣型態為主，以目前各家預報的降水情形看起來，降雨在22、23兩日最為明顯，然而本文中提到的24日，是雨勢開始漸漸變小（沒說會停止而是預報上看來雨勢較前兩日小）的階段，不過要是所有降雨條件都這樣有一致緩和的趨勢，本文就沒有寫作的必要了。直觀的降雨預報資料上看來24號的雨勢不大，然而在大氣條件上，實際上卻有些耐人尋味的地方。

　　首先說明一下華南一帶有利對流降雨的探空模式，在冬春時的華南出現下列模式，往往意味著對流性降水的發生，有時可能還相當劇烈。

　　先簡介一下探空圖，圖中兩條線分別代表溫度（右）與露點（左）線，距離越接近甚至重合表示該層大汽極度潮濕，反之越乾燥；線條右傾，表示該層大氣的溫度隨高度近似不變或增加，反之垂直或左傾，代表大氣溫度隨高度下降，圖的右側縱軸是各氣壓層對應的風場觀測。所以此圖可以用來判斷大氣的穩定狀況。過去，我曾整理2010-2015年的冬末春初華南雲雨區影響臺灣的個案，發現所有個案內在雲雨區影響臺灣的前24-48小時，華南一帶大氣探空全數均已呈現下圖分布：

　　冬天最重要的天氣重點不外乎冷空氣的強度跟走向。而在人類活動的對流層裡面，冷暖空氣的活動形成了對流層大氣中的波動，波動本身的能量除了在水平方向傳播產生天氣系統以外，也會往垂直方向傳播，並有機會影響到更上方的平流層大氣，上傳強度要是可觀的話，更有機會引發一連串的連鎖反應，而後回過來影響到對流層的大氣，而眼前似乎正上演著一次連鎖反應事件．．．．

　　故事要從過年前北半球高緯的一次明顯大氣波動過程說起，如下圖一及二所示，在北太平洋出現了一次劇烈西風波動（北大西洋也有但較弱時間較短），並對西風帶形成了阻塞效應（妨礙西風氣流順暢運行）：

（色塊均表波動活躍程度，越紅／紫表示大氣中波動活動程度越劇烈，紅色大致為波峰，紫色大致為波谷）

冬天又到了，記得去年的此時穿短袖跟撐雨傘是基本的配備，冬至更是一度可以吃冰，氣溫在隨後的帝王寒流來襲之後回復到正常距平甚至有點偏冷，然而整個冬天似乎都是多雨的：

　　（2015/12-2016/2    中國華南-台灣降水距平，綠色為高於氣候平均）

　　如此的氣候型態與此刻厚重衣物出籠的狀況相比確實十分反常，一年後的今天，來看看在本該為冬季的去年此時，臺灣附近的大氣環境發生了哪些有趣的變化：

　　水從哪裡來？

給趕時間的朋友的結論：

有利降水因子：

兩周前的帝王寒流讓許多人印象深刻，事實上這波寒潮發展的過程不只對於對流層內的我們造成影響，在平流層中其所造成的漣漪，可能現在才剛要開始。

寒潮發展的過程往往伴隨西風帶波動的劇烈發展，這類的劇烈長波發展過程中波動能量常常可以在垂直方向上傳遞，此種大尺度擾動能量的強度以及傳遞方向可以用E-P通量來加以表示，是作為診斷大尺度環流系統發展過程之能量收支的良好指標。