地理常识

气候总论

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-岛位於亚洲-东南沿海,属於季风气候区;大致以穿越中南部的北回归线为界,北部属副热带季风气候,南部属热带季风气候。另外,受到盛行季风的交替、地形的阻隔,以及沿海不同特性洋流的影响,各地一年中气温和雨量的分布呈现显着的差异。一般而言,气温由平地向高山递减,冬季南北温差较夏季大;雨量大致随着地势高度增加,但各地冬夏降雨分布不均;冬季除了北部和东北部雨量稍多外,其他地区雨量稀少。夏季雨量主要来自台风,降雨分布与台风路径密切相关。除此之外,冬夏季风变换之际,-气团与海洋气流的抗衡和消长,5、6月经常形成雨期甚长的梅雨季。

壹、影响-气候的主要因素

一、纬度

-本岛位於北纬22°-24°。由於纬度低,且南北纬度差距小,因此全年太阳照射角度大,辐射强、气温高,平地年平均气温为23.6℃。北回归线横跨地区,从东而西经过花莲、嘉义和澎湖3县。北回归线以南的地区日照充足,年平均气温约25℃,冬夏温差较小,属於热带气候;北回归线以北冬夏温差较大,属於副热带气候,年平均气温约22℃。

二、海陆分布

由於海洋比热较大,温度变化较为缓和,且能以对流方式将表层所吸收的能量传送到较深处而加以储存,又可以利用蒸发作用减缓温度的上升,因此当夏季太阳辐射较强时,海洋温度上升得比陆地慢,而呈现较为低温的状态;相对地,陆地温度较高,成为低压中心所在,於是空气自海洋流向陆地。反之,冬季时,比热较小的陆地温度下降得较为快速,使其上方的空气变得冷重,而发展出冷高压,空气由陆地吹向海洋,因此形成冬夏风向交替变化的季风。

-位於全球最大-欧亚-和最大海洋太平洋的交界处,深受亚洲季风的影响。夏季来自海洋的气流,被出现在中亚地区的低气压中心所吸引,以反时钟方向吹向陆地,其中部分来自南半球的气流在越过赤道後,因受地球自转的影响形成西南风,成为-夏季的西南季风。冬季中国-北方发展出强烈的冷高压,气流以顺时钟的方向向外流出,当抵达-时,形成影响冬季气候最重要的东北季风。

三、地形

-位於欧亚板块与菲律宾海板块的交接处,菲律宾海板块自东南侧不断挤压的结果,使得-形成南北狭长,中央高耸的地形,总计海拔500公尺以上的山地约占全岛面积的一半,约有二百多座3,000公尺以上的高山,最高的玉山高达3,952公尺。从东而西,在短短几十公里的距离内,从海平面陡升至将近三、四千公尺的高度,使得山地气温的垂直变化远大於平地的南北气温变化,平地年平均气温约23.6℃,玉山山顶的年平均气温仅3.8℃。海拔3,000公尺以上的高峰,冬季可见积雪。

位於-岛中央,纵贯南北的数条山脉,将冬季带着湿气的东北季风阻挡在东侧迎风坡面而形成地形雨,降低湿气抵达西南平原的机会;夏季时来自南方海洋的暖湿西南季风则在山脉西侧顺着山势上升,降下地形雨。

由於地形影响云雨的生成,使得-各地年日照时数有所差异,平地部分年平均日照时数为2,100小时,但山区日照明显较低。一般而言,北部及东部的日照时数少於中南部,北部和东部年平均约700-1,500小时,中部的台中年平均为2,454小时。南部的台南达2,619小时,居全省之冠,北部的宜兰、基隆、苏澳仅1,200-1,400小时;至於中部山区则平均小於1,000小时。

四、洋流

洋流的温度影响其上方气团的特性。当洋流温度较沿岸陆地高时,周围的空气透过热量的交换而升高温度,并因海面蒸发而增加其水气含量,使紧邻的海岸地带较为暖湿。反之,当洋流温度较低时,不但会降低上方空气的温度,也可能发展出逆温状态,降低沿岸地区降雨的机率。

-附近最显着的洋流系统为夏季从南向北流经花东外海的黑潮。由於其源自低纬度的海洋水面,属於暖流,温度高於其所流经的海岸陆地达2℃以上。-位於北半球副热带高气压带附近,全球其他与-纬度相近的地区,长时间笼罩在此种高气压之下,若非乾燥,即为半乾燥;但是-因为四面环海,并且受到黑潮暖流的影响而有较多的雨量。此外,属於寒流性质的中国沿岸流在-西侧-海峡中,自北而南沿着-海岸流动,造成-东西岸冬季气温的差异。例如台东成功与台南的1月份平均温度分别为18.8及17.4℃,相差超过1℃;而纬度相似的宜兰苏澳与福建省的厦门,温差更高达3.6℃。

贰、-的气温和降水特徵

-的纬度低,日照充足,平地年日照时数为2,100小时,但山区云量较多,平均小於1,000小时。平地年平均气温为23.6℃,月均温高於20℃的时间长达8个月,6-9月最热,平均气温可达27℃以上;12-2月为冬季,平均气温在15℃以上,由於受到-和海洋的双重影响,最低温发生在1或2月份,平均最低气温高於11℃。北部年平均气温约22℃,南部约25℃,两者的夏季温差不大,但冬季温差可达5℃左右。

平均而言,气温由平地往高山递减,北部地方山地每升高海拔100公尺,气温约降低0.6℃;中南部地区每升高海拔100公尺,气温约降低0.5℃。阿里山7月份平均气温为14.1℃,1月份平均气温为5.5℃;玉山7月份平均气温为7.5℃,1月份则为-1.6℃。

-年平均降水量在2,000毫米以上,约为世界平均降水量的3倍。山地降水量多於平地;中部山区年平均降水量约在3,000毫米左右,平地约1,800毫米,北部基隆年平均降水量可达3,600毫米;东部平地较西部多,前者约在1,500-3,000毫米,後者以大甲溪以南、曾文水库以北的嘉南平原中西部雨量最少,约在1,100-1,300毫米。局部有利於气流汇聚举升的山区,如基隆河上游、兰阳溪流域及大武山等,年平均雨量可达5,000毫米以上。

冬季除了北部和东北部雨量稍多外,其他地区雨量稀少;一般而言,78%的雨量集中发生在5-10月之间,以梅雨和台风为最主要的降水来源。受到季风和地形的影响,各地降水量的分布差异颇大;东部雨季雨量约占79%;西部地区愈往南,雨量的季节分布愈不平均。北部雨季雨量约占60%,中部约占78%,南部则高达90%。

参、-各季的环流系统与气候特徵

在上述各因素相互作用下所形成的季风环流主导-各地的气候特性。冬季主要为东北季风,夏季则为湿热的西南季风。随着盛行风向的季节变化,影响-地区天气的气团、局部环流和天气系统也出现明显的变化。冬季以乾冷的-气团为主,夏季则以湿暖的海洋气团为主。-的四季变化虽不如中、高纬度地区分明,但在各大气环流系统的消长变化过程中,各季仍显现一些独特的气候特徵。

一、冬季(12-2月)

由於太阳正射地球的纬度随着季节变动,使得地球的主要气压系统也在冬夏发生变化。深冬季节,西伯利亚内陆发展出威力极为强大的高气压系统,将其乾冷的气团势力伸展到-,成为控制-冬季天气的要角。由於-的纬度较低,受到-冷气团影响的程度与冷气团发源地的高压强度密切相关;当高气压系统的强度增强时,冷空气往外推进,形成锋面南下,东北季风强盛,气温下降。

原本乾冷的-气团在经过暖海面时变性,增加湿度,在抵达-後顺着山势举升,在东部及北部山区形成地形雨。由於气团携带的湿气有限,除了东北部山区下豪大雨的机会较高外,其余北部山地多呈现细雨绵绵的天气形态。东北季风所携带的水气,通常在迎风的中央山脉东侧山地即释放殆尽,使得处於背风侧的-西南部降雨机率相对极小。

冬季全台的平均降水量约为380毫米,只占全年平均降水量的15%,为四季中最乾的季节。但是苗栗以北受到东北季风的影响,迎风面的山区和基隆、宜兰等地,降水量都超过1,000毫米,与南部约60毫米的平均降水量,差距达16倍之多。

由於蒙古或西伯利亚冷气团的强弱呈现周期性的变动,平均每周有一锋面抵台,造成全台气温下降。不过东北季风在越过山脉後,因为空气的绝热增温作用,使得背风的中南部地区气温较北部高出5℃左右。一般而言,全台最低温经常出现在淡水或嘉义,前者乃因在东北季风最盛时首当其冲,迎向南下侵袭的冷气团;後者乃因位於空旷的平地,加上冬夜晴朗无云的天空,有利於地面长波辐射的散温作用而造成。

二、春季(3-5月)

冬末春初之际,西伯利亚的冷高压发展深厚,阻碍高空西风的北移,迫使其往南与地面的东北季风幅合。寒冷的东北季风潜入暖湿的西风之下,将其抬升而造成高空锋面,并成云致雨。一般以2-4月连续4天以上的降雨为春雨,雨量与东北季风密切相关。-地区春季的平均降雨日数为41天,其中东北部迎风面的基隆、宜兰等地有57天,北部地区50天、东部44天,南部最少,仅有21天。全岛春季雨量约为550毫米,占全年雨量的1/5左右;主要集中在北部地区和中部山区,其中阿里山的降水量约达900毫米,为全台降雨最多的地方。降水量愈往南愈少,最南端的恒春约只有二百多毫米,明显呈现北湿南乾的分布形态。各地春雨占年雨量的比例不一,北部基隆一带,约占全年25%,仅次於冬雨;台北附近则约占20%,略与梅雨相当;东北部宜兰和东部花莲的春雨仅占全年平均降雨量的15%左右。

由於-冷高压余威仍在,气温偏低,-平地的平均温度约为23℃,但南北部的温差达3-5℃,阿里山、玉山等高山则比平地低约10℃左右。此时来自南方的热带暖湿气流已逐渐增强,随着冷高压强度的变动,冷暖气团交互进驻,不但经常在两者交锋处出现绵绵细雨,气温的变化幅度也是四季中最大的。到了春季末期,南方来的暖气团更为稳定强大,与北方的冷气团势均力敌,常发展出滞留锋面,而进入梅雨季。

三、夏季(6-8月)

每年5、6月春末夏初时,-冷高压强度降低并逐渐往北退缩,相对的,太平洋高气压逐渐增强往西扩张势力,两者在华南和-地区交会,由於彼此势均力敌,处於拉锯状态,使其互动产生的锋面在一地持续相当时间,形成滞留锋面,带来连续性或间歇性的阴雨天气。这条云雨带通常较春雨的云雨带狭窄,并且往往在短时间内有小幅度的南北摆动。当冷空气加强时,稍微南移,当暖空气加强时,又往北推进,因此锋面附近地区经常出现忽晴忽雨的天气。又因为南北两侧空气的温差不大,因此不像春季冷锋过境时,会有明显的温度变化。不过两侧空气的湿度差异大,空气不稳定,经常形成豪雨。虽然在-这种滞留锋面发生的时间不完全与梅子成熟期相吻合,但是天气特徵与长江地区的梅雨类似,因此仍沿用「梅雨」的称呼。

南北气团的对峙,加上地形的影响,使得-各地梅雨季出现豪雨的机率不尽相同。一般而言,高山地区因为气流沿地形抬升、或因日照加热不平均产生的上坡风,最容易发生豪雨;频率最高的豪雨带分布在台南到阿里山之间,主轴呈东北─西南走向;北部地区的桃园、新竹海岸地区因为位於南方气流绕过中央山脉後的背山辐合带,空气易於在该处辐合举升,也常出现频繁的豪雨。

梅雨季一过,太平洋副热带高压环流成为-天气系统的主宰,此时盛行西南风,天气晴朗炎热。由於西南季风带来暖湿空气,加上白天气温高、对流旺盛,经常形成午後雷阵雨。

此外,太平洋热带洋面在春季之後经常有热带气旋生成,有时进一步发展成台风,成为影响-的重要天气系统。热带气旋和台风生成後的移动路径受到中尺度环流的影响,副热带高气压的位置和范围左右其主要移动的路径。每年4-10月是-受到台风侵袭的季节。不过7月以前,夏季副热带高压位置较为偏南,热带气旋或台风受到副热带高气压顺时钟环流的影响,通常向西北移动。此时,如果台风形成的纬度较高,会穿过琉球群岛,在中国浙江、江苏一带登陆。在7-9月间,台风形成的纬度较偏南,生成於菲律宾东部海面的台风,倾向往西北行进,经过巴士海峡而-、广东或福建;发生在南海中部者,则倾向往东北行进,侵袭-。11月以後,由於副热带高气压系统缩减及北移,因此热带气旋多半在东经130°以东的太平洋转向北,较少-,台风降雨机率大减。根据1958-2007年的统计资料,每年7-9月侵台的台风占所有侵台台风的76%,发生在10-12月者占12%,而1-6月侵台者占13%。

一般而言,夏季时-全岛均处於高温状态,南北部的温差不大。平均降水量约为950毫米,占全年总降水量的35%以上,主要源自台风。受到地形效应的影响,南部迎西南风的山地降水量最高,以阿里山最多,高达2,000毫米以上,降水量由南而北减少;离岛的澎湖最少,约仅500毫米。

四、秋季(9-11月)

秋季时因为太阳直射位置南移,太平洋副热带高气压逐渐退缩,-冷高压则渐次往南扩张其势力,使-再次受到两股冷暖气流交互作用的影响,忽而炎热,忽而凉爽。秋季平均气温约24.5℃,高低温则介於22-28℃。偶而当太平洋高压强度增大笼罩全台时,气温陡升犹如夏日,而有「秋老虎」之称。

-秋季仍受到台风的影响,但此时台风路径多半偏北,降水量则由南向北增加。11月後台风侵台机率大减,转由东北季风主导降水的分布,降雨形态也从急短的骤雨转为绵绵的阴雨,全台平均降水量约为700毫米,低於夏季,占全年总降水量的28%。不过局部地区降水量较高,阳明山地区和东北部迎风的山地最高,前者达2,000毫米以上,占该区年雨量的42%;东北部的宜兰和苏澳等也有将近50%的年降水量落於秋季。中南部的降水量约仅250毫米,仅占全年降水量的14%。

肆、-的气候类型

早期气候学家根据一年中太阳在地球上的辐射分布特徵,将地球分成不同的气候带;南北回归线(南、北纬23.5°)之间为热带,回归线与极圈(南、北纬66.5°)之间为温带,极圈之内为寒带。但是一地的气候并不只受到纬度的影响,根据纬度所划定的气候带中,因各地海陆分布、地形和洋流等环境的差异,存在非常不同的气温和雨量分布特性。根据上述各地气温和雨量的季节分布特徵,可将-细分成7个气候类型:温带夏热常湿气候、温带夏热冬乾气候、热带冬乾气候、热带常湿气候、热带季风气候、山地温带夏热常湿气候及高山寒带冬寒夏雨气候。

伍、-的灾害天气

当一地的气温或雨量明显异於平均状态,并超过自然环境的抗压力、农作物的生长极限或人为设施的应变容量时,即可能导致自然环境的巨变、人为设施的损坏,甚至人命的伤亡等灾害。由於影响-各季的环流系统并不相同,因此各季所发生的灾害天气亦有所差异;其中以春雨或梅雨未至所造成的乾旱、夏秋台风带来的风灾和水灾、冬季寒潮所造成的寒害等比较严重。其次,如由强烈冷锋所导致的冰雹或偶而发生的-,均可导致-各地居民生活上的不便甚或传出灾情。

一、台风

一个强烈的台风所蕴含的能量相当於1,000颗原子弹-时所释放出的总能量,因此破坏力极强。其强风折损摧残树木、作物,暴雨触发山崩及土石流,不及宣泄的雨水则淹没农田及低洼地区,屡屡危及人民生命财产的安全,堪称-最严重的气象灾害。

二、梅雨

-的梅雨平均雨量约为450-500毫米,占年雨量的1/5左右,为-仅次於台风的主要水资源。当梅雨的降雨量太少时,就可能造成缺水甚至乾旱,其中又以冬、春季雨量本来就很稀少的中南部最为严重;若梅雨量太多,或因锋面气流的剧烈对流而激发冰雹或-时,也会对农作物造成重大损失。尤其当豪雨引发山崩或土石流时,更常造成生命财产的重大损失。

三、寒潮

当冬季蒙古、西伯利亚等地的强烈冷高压往低纬度地区扩展移动,将乾冷的空气推送到低纬度地区,造成气温的急遽下降时,常导致农作物和养殖渔业的损害。由於受到地形效应与夜间辐射-的影响,-西部的空旷地区的气温下降最为显着,灾情也最严重。

参考资料

    任立渝、蔡清彦。1981。〈-地区寒潮合成天气形式之研究〉。《大气科学》,8:67-79。陈泰然。1998。〈-梅雨研究的回顾〉。《科学发展月刊》。16(2):239-266。陈泰然。2003。〈认识-的气候与灾变天气〉。收於《科技与人文的对话》:1-16。高雄:高雄餐旅学院。涂建翊、余嘉裕、周佳。2003。《-的气候》。「-地理百科」31。台北:远足文化。

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