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2223兩日最為明顯,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:

 

  當然這是比較誇張的概念圖,但想強調的是,700hPa850hPa有顯著的暖濕氣層與500hPa有乾冷氣層,地面又有較乾冷東北風強制抬升低層暖濕空氣,這類上冷乾下暖濕,地面又冷乾的配置,似乎是此種對流降雨產生的前置必需條件之一,同時,大氣在700-850hPa的氣壓層,伴有20kts以上的強風軸低層噴流,是充沛斜壓能量大氣下的產物,扮演輸送水汽、對流往下游的角色,故低層噴流的方向是此類對流性降雨預報上很重要的一個參考指標。

 

  回頭來看,下圖一與二是華南在2312-2400 UTC,以下均同)由沿海至內陸探空分布,是由NCEP0.25度(解析度,單位為經緯度)全球模式做出的預報結果:

(2312Z)

(2400Z)

 

  就熱力結構分布上跟概念模式如出一轍,風力在700hPa的部分也是東西走向,且達30kts以上,然而此訊號自22日以後便存在,為何偏偏提23晚間以後呢?

 

  其實除了垂直的熱力結構以外,水平的熱力及動力結構也是相當重要的,而24日之所以會提出來講,就是因其在大氣垂直熱力結構以外的其他條件,亦有過人之處:

 

  上圖三及四是ECMWF解析度0.5度的全球模式所做出的相當位溫及風場預報,背景色塊是相當位溫分布,是一種用來看大氣暖濕/冷乾程度的變數,顏色越黃就越暖濕,反之冷乾(不過有例外,後述)。黃色線是相當位溫值,藍色風標是850hPa的風場,可以看到23晚間到24日臺灣華南一帶,短短南北近400km,相當位溫梯度就達30k,足見冷暖對比之強烈,其中的風切呈現氣旋式,靠臺灣側如紅箭頭所示為暖平流,靠華南內陸側為北風冷平流,顯示冷暖空氣亦在此交會,大氣自23日晚間呈現與此前數日不同的冷暖對比特性,暗示了不穩定的水平熱力性質,低層大氣動力上也呈現與此前不同的氣旋式環流特性,動力上也變得較前幾日有利對流發展。

 

  

(左為2312  右為2400

 

  上圖五顯示兩大模式均認為23晚起至24日,臺灣華南的氣旋式風!切始終穩定少動,動力上維持了有利對流發展維持的條件;同時水汽相當豐沛,前述圖中的相當位溫值在23晚間臺灣北方便已呈現藍藍的一大片,然而水汽量反映在溼度上卻絲毫未減,在北側相當位溫偏低的區域,濕度仍有70~80%NCEP更始終維持在90~100%,足見大氣潮濕程度。這是因為相當位溫是水汽跟溫度共同決定的,溫度降低但水汽量不變,相當位溫便會下降,所以只看相當位溫此時便給人冷乾的錯覺,其實不然,是冷濕 VS 暖濕的對比,所以要看水汽量不能只看相當位溫,有時必須搭配濕度一起看才不會被誤導。同時相對濕度是溫度的函數,分母是飽和水汽壓,要是分子的環境實際含有水汽壓不變,環境溫度下降導致分母的飽和水汽壓下降,整體相對濕度值便會提升,所以也可以視為是在這樣的環境下“水汽更容易達到凝結成水的門檻了”,同樣有利降雨。 

  水汽、熱力條件似乎都很棒,低層動力也不錯且維持著;中層動力上,上圖中下排的EC顯示,500hPa的高度場在23日晚間有一條短波槽東移,華南至臺灣為槽前,有利上升運動,然而這槽較淺,且此種短波移速走向在三天以上的預報變動性皆大,加之NCEP未預報此槽,所以是否能如EC預測般,有待觀察。

 

  最後來看高層動力,高空的噴流入區右側大氣,下方是有利上升的,詳細概念暫不詳述;總之,從噴流的走向分布便可以抓出大致不穩定的區域:

 

 

  比較不一樣的是,噴流條自24號才開始慢慢東移,期間華南自內陸上游開始到晚間漸漸變成全華南皆為噴流入區右側的狀況,配合前述的低層風切、水汽熱力場及中層可能的槽線,24號的華南大氣穩定度狀況,似乎相當有利對流發展並維持東移。

 

  不過上述條件皆備,模式預報的雨勢雨量皆在24日卻有漸漸減小趨勢,但整體而言中部以北及東半部皆為有短暫雨的濕冷型態,本文中的華南對流是否真會發展起來東移,值得追蹤觀察,也許只是少許水汽雲系在臺灣造成的短暫雨而已,但不論降雨型態為較劇烈的對流降雨或是較和緩的層狀降雨,未來一周幾乎都是以較濕冷的天氣型態為主,帶雨具穿暖才是真的。

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