黄冠钧卢孟明台湾夏季气候变化与全球海温关系-气象科技研究.PDF

臺灣夏季氣候變化與全球海溫關係 黃冠鈞 盧孟明 中央氣象局科技研究中心 摘要 本研究透過經驗正交函數(Empirical Orthogonal Function,EOF)分析來描述 1981-2015 年夏季(JJA)全球 海表面溫度(Sea Surface Temperature)的氣候變化 ，發現前 3 個主模態可解釋 51%的全球海溫總變異量 。全球 海溫第 1模態類似太平洋年代際振盪(Interdecadal Pacific Oscillation,IPO)的變化，第 2 模態呈現全球 SST 的增暖現象，第 3 模態屬於變化頻率較高的年際變化 。為了了解臺灣氣候和西太平洋及印度洋及全球 SST 主模 態的變化關係 ，同樣使用EOF 分析，發現亞澳印度太平洋 SST 的第 1 和第 2 模態與全球 SST 第 2 模態與第 1模 態顯著相關。將全球大氣的氣候變數對亞澳印度太平洋 SST 做迴歸分析，結果顯示東亞與台灣夏季氣溫隨亞澳 印度太平洋第 1模態及第 2 模態 SST 變動 ；臺灣北部雨量亦隨第 2 模態 SST 增暖而偏溼 。由海溫與低層、中層、 高層大氣的迴歸結果顯示 ，北半球西太平洋地區的高壓隨海溫偏暖增強；高壓偏強使得臺灣溫度偏高，發生異 常高溫事件變得更為頻繁。 一、前言 海洋與大氣的相互作用影響了地球的氣候變化。 氣變數隨 SST 主模態變化改變的部分 。 在太平洋上，赤道盛行東風將赤道東太平洋海水帶往 西太平洋，使得赤道太平洋溫躍層東淺西深，海溫呈 三、研究結果 現東冷西熱，西太平洋地區大氣深對流運動旺盛 ，海 (一)夏季氣候特徵 平面壓偏低 。臺灣位在東亞及西太平洋地區 ，氣候變 運用 EOF 法分析夏季全球 SST 的各個模態佔總變 化受到了周圍海洋及大氣環流影響 ，同時也受到由世 異量百分比 ，顯示在圖1 可見 EOF 第 1 至 EOF 第 3 總 界最大洋與最大陸地構成的東亞與西北太平洋季風系 共可解釋約 51%的 SST 總變異量，EOF4 可解釋的變異 統的影響 ，因此了解海溫變異和季風的關係對了解台 量和 EOF3 有明顯差距，但與 EOF5 及更高的模態差異 灣氣候變化非常重要。本文將介紹全球海溫變異的主 不大，表示自 EOF4 開始模態與模態之間雖然在數學上 要模態，探討這些主模態和東亞與西北太平洋季風的 可以區隔但是空間和時間的變化特徵不易區隔。SST 關係，及對臺灣氣候變化的影響。 EOF1-3 的空間和時間變化特徵顯示在圖 2 ，看到 EOF1 有東太平洋和西太平洋相位相反的特徵，與印度洋和 二、資料及方法 東太平洋同相位，熱帶大西洋則和東太平洋反相位， 研究中使用的全球格點資料在海表面溫度(SST) 熱帶大西洋和中緯度(40N-60N)相位相同。時間變化 方 面 來 源 為 NOAA/ERSST( 下 載 自 特徵方面，看到可以 1998 年分為兩個時期 ，1998 年 /psd/data/gridded/data.noaa.erss t.v4.html )，溫度、雨量、大氣變數皆取自 ECMWF 的 ERA- 以前多是正相位；以後多是負相位，但在 2014 年以後 Interim(/en/researc