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1991-1995 長聖嬰個案診斷分析
(2012) 徐尉傑; Wei chieh Hsu
聖嬰現象的周期一般為1-2年，1991-1995年出現長達五年的聖嬰，是過去百年觀測紀錄最長的聖嬰個案。目前雖然已有些研究探討此個案，但此長生命聖嬰現象如何維持？全球暖化或太平洋年代際變化與此個案的關係？目前尚無清楚的答案。本研究主要利用SODA （Simple Ocean Data Assimilation） 2.0.2觀測資料以及濾波方法探討全球暖化與太平洋年代際變化對1991-1995 聖嬰個案的影響，並透過混合層熱量收支了解此長聖嬰個案維持的物理機制。從海洋垂直結構與大氣環流發現此聖嬰為中太平洋型聖嬰與東太平洋聖嬰兩類型聖嬰的混合，前期（1991-1992）大氣與海洋結構近似東太平洋型聖盛嬰，後期（1993-1995）類似中太平洋型聖嬰。濾波分析顯示太平洋年代際變化對此聖嬰週期的延續具關鍵性影響，但全球暖化線性增溫的影響則不明顯。混合層熱量收支得到太平洋年代際變化主要透過氣候平均垂直運動之垂直溫度平流項與氣候平均緯向運動之南北向溫度平流項延長此聖嬰的周期。
How much of Typhoon Morakot’s extreme rainfall is attributable to anthropogenic climate change?
(International Journal of Climatology, 2019-06-30) Wang, Chung-Chieh; Tseng, Li-Shan; Huang, Chien-Chang; Lo, Shih-How; Chen, Cheng-Ta; Chuang, Pi-Yu; Su, Nan-Chou; Tsuboki, K.
Typhoon Morakot (2009), which made landfall in Taiwan during August 7–9, 2009, produced the highest rainfall and became the deadliest typhoon ever recorded in Taiwan since 1958. To assess the role of anthropogenic climate change in the typhoon‐related torrent, we compare the water budget between a pair of cloud‐resolving sensitivity experiments. The pair consists of a control simulation that reproduces Typhoon Morakot (2009) in current climate and a sensitivity simulation in which the same storm is placed in a slightly different climate background where the late 20th century anthropogenic climate change signal is removed. The anthropogenic signal is estimated with the CMIP5 experiments of 18 models for the period of 1985–2005, during which the global warming trend is discernible. In climate states that differ merely by a 20‐year mean anthropogenic change, Morakot (2009) yields 3.4–3.6% more total rainfall in the control experiment than its sensitivity counterpart within a radius of 300–500 km from the storm centre. Water budget analysis indicates that the increase in typhoon rainfall is mainly resulted from the enhanced convergence of vapour flux. The enhancement is, in turn, contributed by the increased tropospheric moisture due to global warming and, to a lesser extent, by a more active secondary circulation in the storm that is associated with the anthropogenic climate change.
不同的夏季降雨型態對於極端時雨量與大氣溫度對應關係的影響
(2022) 朱建穎; Chu, Chien Ying
全球暖化使得溫度上升，大氣溫度變化可能對於極端降雨型態與特性有所影響，許多前人指出全球暖化可能會改變極端降雨的頻率、降雨強度以及延時長短，從熱力學的克勞修斯-克拉佩龍關係式，可以推測當氣溫在上升1度時，大氣的飽和水氣壓會上升大約7%，所以許多過去的研究認為，由於水氣增加，極端降雨強度也會以相似比例增加，比較不像平均降雨的變化會直接受到平均環流變化的影響。但是過去研究發現，當氣溫上升到較高的氣溫度時，雖然大氣中的水氣壓隨溫度上升的速度變化不大，但是極端降雨隨溫度上升速率變成克勞修斯-克拉佩龍關係的兩倍或更多。不過當氣溫或是露點溫度上升至25度至26度以上時，隨著氣溫或露點溫度升高，極端降雨強度反而下降。以臺灣測站資料進行類似分析，並針對夏季降雨型態做分類後，可以發現在上述大氣背景氣溫與極端降雨強度關係中，在高溫所得到的負斜率關係多半是由於午後雷陣雨以及其他未歸類的降雨型態為主，這兩種降雨型態往往伴隨的日均溫度較高，但降雨強度較其他降雨型態弱，導致負斜率的發生。從降雨事件分析，極端降雨強度在降雨延時變短時也會隨之減弱。而露點溫度–極端降雨強度關係中，負斜率的露點溫度主要是由颱風與其他未歸類的降雨型態為主，屬於午後降雨型態的極端降雨所伴隨的露點溫度反而較低。在結合降雨事件延時做分析後，目前我們可推斷，午後降雨型態在負斜率的露點溫度–極端降雨強度關係中，極端降雨強度隨著露點溫度反而增加，降雨事件的延時也增加，從物理的角度來看，午後降雨是往往是局部區域的對流性降雨，小尺度對流系統降雨的延時卻較長，代表不只是大氣的溫度高，而且水氣也較為充足，因此露點較高；然而在颱風降雨型態下，較強的極端降雨強度往往伴隨較低的露點溫度，是因為當颱風降雨較強時，往往是屬於較長降雨延時的事件，整體環境溫度隨著持續降雨而降低，使露點溫度較短延時的颱風外圍雨帶的露點溫度低，對於上述負斜率有較大的貢獻。
人為影響對2009年莫拉克颱風極端降雨變化的歸因分析
(2021) 駱世豪; Lo, Shih-How
天氣與氣候極端事件到底是不是真的已經與過去發生的事件截然不同，一直是極具爭議性的問題。本研究針對最近發生的極端天氣事件（如熱帶氣旋）進行機率事件歸因研究，期望能克服模式模擬極端天氣與氣候事件的能力限制，同時也能夠透過獨特的數值實驗設計釐清並量化過去氣候變遷中人為的貢獻。本研究中主要分為三部分，（1）過去百年人為所造成的大氣與海洋變化的估算，運用第五階段耦合模式比較計劃（CMIP5）的氣候模式數值實驗資料庫，可以將人為排放溫室氣體與氣溶膠的作用與已知的氣候系統自然變動加以區分，同時也以不同模式的估算涵蓋其不確定性。（2）評估雲解析風暴模擬模式對於侵臺颱風與其伴隨降雨的模擬能力，了解其掌握大尺度背景環流、熱力結構以及地形對颱風影響的能力。（3）利用歷史情境和只有自然驅力情境的系集模擬，進一步展開人為因子對於颱風影響的量化評估。運用機率事件歸因的統計分析，並以莫拉克颱風（2009）為例，研究發現過去百年人為所造成的氣候暖化，對於颱風路徑並沒有顯著性的影響，整體颱風強度指數的增加雖然只有 5%左右，但是統計上非常顯著。而伴隨颱風的極端強降雨分析顯示，對於區域強降雨超過 500 mm以上的極端事件發生機率，人為的影響非常可能（大於 90%）會使極端降雨機率增加至少 10%。若以相對於颱風中心的角度分析，極端降雨超過 2000 mm 以上的事件發生機率，人為的影響可能（大於 66%）會使極端降雨機率增加至少 10%，甚至也不排除有 10%的機會，人為的影響使極端降雨發生的風險增加了一倍。進一步透過颱風環流與熱力結構分析發現，極端降雨增加的原因不只來自於水氣的變化，上升氣流加強以及其與極端降雨增加的空間對應關係，顯示動力效應提供了額外的助力。
以事件角度分析台灣極端降雨變化
(2023) 趙品諭; Chao, Pin-Yu
極端降雨在氣候風險評估中屬於主要危害之一，過去因極端降雨所引發之自然災害造成許多損失，因此極端降雨過去及未來如何變化逐漸受到重視。台灣的極端降雨往往發生在特定的環境條件，如颱風或梅雨鋒面等。然而，過去相關的極端降雨研究多使用極端降雨指標來做分析，且極端指標主要是以各格點的資料做計算，而非獨立之極端降雨事件。因此，本研究以事件角度分析極端降雨變化提供了該領域研究下新的觀點。本研究利用高解析度網格化觀測資料，以深度優先追蹤演算法偵測1960年至2019年間的台灣極端降雨事件，並設定兩種門檻（80mm和350mm）來篩選出大雨事件和大豪雨事件。本研究利用極端降雨事件之特性進行分析，其中事件之總降雨體積可分為平均降雨強度、平均影響面積，以及持續時間之貢獻，因此透過此關係除了可以了解事件間的差異，也可以取得各年或各區域極端降雨的主要貢獻事件。而台灣極端降雨事件前十名之特性也一併在本文中進行討論。本研究發現兩種強度之台灣極端降雨事件在過去60年中發生頻率及總強度皆呈顯著增加，其中大豪雨事件在後30年的發生頻率較前30年增加76%，大雨事件則增加23%。對於總降雨體積變化之貢獻，大豪雨事件之平均降雨強度、平均影響面積及持續時間變化皆呈增加，但持續時間之變化不顯著。而大雨事件之趨勢也相同，但持續時間變化在大雨事件中則顯示減少趨勢。除此之外，平均影響面積之變化為總降雨體積變化的主要貢獻。
利用高解析度大氣模式與CMIP6高解析度氣候模式探討TC頻率與破壞性之現今模擬與未來變化
(2023) 陳冠杰; Chen, Kuan-Chieh
本研究利用高解析度大氣與海氣模式，系統性評估模式模擬西北太平洋TC (Tropical Cyclone)活動之表現，及推估未來溫室氣體濃度為CMIP5(Coupled Model Intercomparison Project 5)中的RCP8.5 (Representative Concentration Pathways 8.5)與CMIP6中的SSP5-8.5 (Shared Socioeconomic Pathways 5-8.5)暖化情境下，近未來(2021-2050)與21世紀末(2075-2099)西北太平洋TC活動及登陸東亞沿岸地區之變化，並利用GPI(Genesis Potential Index)與SSE (synoptic-scale eddy)能量診斷等工具，分析TC變化機制。結果顯示25~50公里高解析度大氣與海氣模式均可以模擬現今氣候TC生成與軌跡頻率。然而，模式仍低估TC平均最大強度及強烈TC數目，其中海氣模式更低估TC強度。經由SSE能量診斷分析，顯示ISO(Intraseasonal Oscillation)與SSE尺度交互作用，在TC強度增強過程中，扮演重要的角色。海氣模式模擬ISO提供顯著較少的能量給TC發展。ISO南側較弱的水氣通量，較不利TC潛熱釋放，TC可用位能轉換成較少的TC動能，限制TC強度發展。高解析度氣候模式有助於TC活動模擬表現。高解析度海氣(大氣)模式推估在CMIP6 SSP5-8.5 (CMIP5 RCP8.5) 暖化情境下，近未來(2021-2050) (21世紀末(2075-2099))的TC生成數目減少4.3%(50%)，強度增強0.8%(14%)，及伴隨降雨增加5.8%(35.4%)。TC登陸東亞沿岸地區的頻率減少4.5%(51.9%)。暖化效應影響下，高解析度海氣與大氣模式推估近未來與21世紀末西北太平洋TC活動的變化趨勢一致，但變化幅度仍具有不確定性。經由GPI與SSE能量診斷分析，發現高解析度大氣模式推估在21世紀末TC主要生成位置上，中層大氣較乾燥，季風槽減弱伴隨中層下沉運動異常及SSE活動減弱，限制TC生成。然而，在21世紀末，較暖海溫與較弱垂直風切，及SSE動能產生效率增加，有利TC更快速的增強，更具有破壞性。
副熱帶東北太平洋海溫年際及年代際變化以及其對亞洲-太平洋之影響
(2019) 鄔毅愷; Wu, Yi-Kai
觀測發現，副熱帶東北太平洋的暖海溫從2013年開始出現持續增暖的現象，近期研究發現此暖海溫對短期天氣或長期氣候變異颱風都有顯著的影響。然而相較於赤道東太平洋海溫, 有關副熱帶東北太平洋海溫的時空特徵之相關研究仍相當有限. 本研究主要探討副熱帶東北太平洋的特徵, 增暖的物理機制, 以及對天氣與氣候的可能影響分析顯示，此區域之海溫變異與太平洋經向模態密切相關。除此之外，亦受到暖化趨勢的影響（約貢獻15%之海溫變異）。小波分析進一步發現此區域海溫包含了年際及年代際變化。在年際尺度，副熱帶東北太平洋海溫增暖同時，赤道太平洋亦同時有一類似聖嬰結構之海溫增暖現象。而在年代際尺度，太平洋年代際震盪、北太平洋環流震盪以及大西洋多重年代際震盪對此區域海溫變化皆有顯著的影響。海洋混合層熱量收支得知，此海溫近期之增暖，主要透過風－蒸發－海溫(wind－evaporation－SST, WES) 之正回饋機制。除此之外，本研究也藉由兩個個案，討論此海溫對聖嬰現象以及西北太平洋颱風活動之影響。
台灣區域未來降雨推估的統計降尺度穩定性研究
(2020) 奚子泰; Hsi, Tzu-Tai
目前CMIP5(Coupled Model Intercomparison Project Phase 5)所使用的氣候模式其空間解析度對於區域性的地區或國家(如台灣)在評估未來氣候變遷的影響時仍有所不足，此時為了克服氣候模式其解析度較低的限制，降尺度方法的運用便成為研究區域氣候的必要手段。統計降尺度方法因其簡便且計算的需求相對較少，因此此方法已廣泛應用於全球各個區域的氣候研究上且行之有年。而統計降尺度方法在應用於未來氣候推估的降尺度時，其前提皆是假設過去(或現今)資料所建立的統計關係到未來時仍是穩定的；然而，近年來氣候變遷日趨嚴重，已有人開始質疑此無法驗證(在無未來的觀測資料情況下)的前提假設在未來是否仍成立。因此本研究採用"理想模式"("perfect model")此實驗架構利用高解析度的模式資料(動力降尺度資料)代替原本降尺度中所使用的觀測資料(因模式資料有模擬未來的部分)，以驗證誤差修正氣候特徵法(Bias corrected Climate Imprint，簡稱BCCI)、誤差修正建構類比法(Bias corrected Constructed Analogues，簡稱BCCA)和誤差修正建構類比兼分位映射法(BCCA with quantile mapping reordering，簡稱BCCAQ)此三種統計降尺度方法在應用於未來的降尺度時能否遵守上述的前提假設，並比較不同統計降尺度方法其結果在現在和未來時期的表現，以及在這兩個時期表現的穩定性。研究結果顯示，BCCA此降尺度方法降尺度後的日降雨結果在強度上皆有低估的情況，BCCI和BCCAQ的結果在強度和極端降雨指標(r1mm、rx1day、rx5day)的表現上則與原始高解析度的模式資料較相近；至於統計穩定性的評估是以平均絕對誤差的比值(未來/現在)是否大於1而定，大於1即表示統計降尺度方法在應用於未來的降尺度時，其誤差會比應用於現在時期要來的大，此也代表違反了上述的前提假設。而本研究所驗證的三種統計降尺度方法(BCCI、BCCA、BCCAQ)其比值皆大於1，其中BCCA最大，其次為BCCAQ，BCCI則最小，此也表示BCCA的統計穩定性表現較差，BCCI則表現較佳。
東亞大氣長河與其對臺灣強降雨事件影響
(2020) 吳定融; Wu, Ding-Rong
大氣長河是強勁且呈狹長帶狀的水氣傳輸帶，在供應中緯度地區水資源的同時，卻也常因行經山區地帶而形成具破壞性的降雨。由於大氣長河在熱帶往中高緯度輸送水氣的水文循環過程中扮演著重要的角色，因此數十年來關於大氣長河的探討，在中緯度始終備受矚目。近年來越來越多的研究，開始以大氣長河的角度討論相對低緯度地區的水氣傳送。本研究的基礎，主要架構在前人設計的大氣長河自動偵測演算法。該客觀偵測法以圖型辨識分析垂直積分水氣傳送距平場，並擷取具大氣長河特徵的水氣輸送。本文統計在1981年至2015年西北太平洋與東亞地區的大氣長河氣候特性，討論不同時間尺度的氣候振盪對於大氣長河的調控，歸納35年間觸陸大氣長河對於臺灣大雨事件的影響。此研究進而修改部分偵測演算法的辨識過程與輸出，並以NASA MERRA-2再分析資料計算垂直積分水氣傳送。在氣候特性上，東亞和西太平洋地區大氣長河的發生頻率與生成個數，整體而言在北半球夏季均明顯高於北半球冬季，明顯受到東亞夏季季風的影響。兩個主要的大氣長河生成區，分別位於青藏高原東南側與日本東南側的海域，但兩地大氣長河生成的機制與季節有明顯差異。東亞大氣長河的發生頻率在受到聖嬰與太平洋十年振盪等年代際影響外，本文指出北半球夏季季內振盪（Boreal Summer Intraseasonal Oscillation）對於大氣長河季內尺度變異的重要性。同時，北半球夏季季內振盪的第二模態和登陸臺灣的大氣長河數量與降雨強度有顯著關聯。根據35年的統計，在夏季約有20 %-30 %登陸臺灣的大氣長河，會在中南部山區降下大雨等級以上的雨量。在春季與冬季，位於臺灣西半部地區大雨等級以上的降雨事件約有60 %-90 %是由大氣長河貢獻。
極端降雨相關指標在臺灣長期變化的分析：觀測、模擬及未來推估
(2022) 林佩瑩; Lin, Pei-Ying
根據IPCC的氣候變遷科學評估，當大氣受到暖化的影響，全球降雨型態也隨之產生改變，大部分陸地上的強降雨事件發生頻率有增加的變化，不過各地局部的變化趨勢還是有所不同。本研究以氣候變遷偵測與指標專家小組所制定的極端降雨相關指標，使用高解析度網格觀測資料，調查近60年臺灣不同季節的極端降雨特性變化；並使用兩個動力降尺度模式，分析其對於極端指標在現今氣候的模擬能力及未來變化的推估。我們發現，對於近60年的長期趨勢變化，冬季東北角極端降雨的強度跟頻率增加，且極端降雨增加的區域延伸到南部；春季則是北部降雨強度跟總降雨量增加，冬春季皆受到東北海域水氣通量輻合增強所致。梅雨季降雨天數減少，可能由於臺灣到西北太平洋一帶水氣通量輻散。颱風季臺灣附近有氣旋異常環流，南部及花蓮北部的降雨強度、大雨日數統計上顯著增加。對於現今氣候的模擬，WRF-MRI跟WRF-HiRAM在梅雨季皆和觀測資料有較低的相關係數，其餘各季的降雨指標，模式大多能模擬其空間分布。未來變化推估方面，預期春季東北部及颱風季全台降雨天數有統計上顯著的減少；梅雨季跟颱風季在西部極端降雨強度跟頻率增加。對於天數改變的原因，颱風季主要受副熱帶高壓在未來增強所致；對於極端降雨強度跟頻率的變化，則是受西南氣流增強影響。
氣候變遷下牡丹水庫集水區坡地災害評估
(2023) 洪偉豪; Hong, Wei-Hao
臺灣地區雨量豐沛，常造成山區崩塌，以致水庫淤積嚴重，無法有效儲存水資源，且當坡地災害發生，對於生命財產損失或環境破壞都相當嚴重。近年氣候變遷影響加劇，逐漸改變臺灣的降雨時空分布，水資源議題和用水安全也備受關注，因此坡地災害評估成為預防崩塌災害的重要工作。本研究應用地理資訊系統(GIS)技術，萃取內政部20公尺網格數值地形模型(DTM)資料獲取坡度、坡向、高程，開放街圖(OpenStreetMap, OSM)之距水系距離、距道路距離，經濟部中央地質調查所「五萬分之一台灣區域地質圖」地質和地質敏感區，常態化差值植生指標(Normalized Difference Vegetation Index , NDVI)，搭配GrADS分析時雨量、降雨動能和等10個因子並搭配極端降雨指標進行相關研究。再以不安定指數計算其變異係數、標準差、權重，推論其中的關鍵因子。最後以現有崩塌資料，透過地理資訊系統進行風險區的繪製分析，再以接受者作業特徵曲線(Receiver Operating Characteristic curve , ROC曲線)來計算模型準確率達 80%~90%，並以預報驗證方式進行多個指標的計算。研究結果發現，因子中影響程度最大者為NDVI，之後依序為、坡度、地質敏感區、地質、降雨動能、坡向、距道路距離、距河流距離、降雨強度、高程。利用不安定指數和風險評估概念建立基期坡地災害風險評估模型後，本研究利用動力降尺度WRF-HiRAM、WRF-MRI計算氣候變遷下基期和世紀末極端降雨發生的頻率和強度變化，進一步探討世紀末RCP8.5情境下(表示各國對於溫室氣體並無任何減量措施)極端降雨對牡丹集水區坡地災害風險的影響，此結果可供未來坡地管理及水土保持之參考。
熱帶氣旋所伴隨降雨強度觀測估計的檢驗與比較
(2016) 張凱鈞; Chang, Kai-Jiun
西北太平洋為颱風活動旺盛的地區。而以模式模擬颱風也是目前研究氣候變遷的重要課題。為了驗證模式是否準確，常會利用區域覆蓋率高的再分析資料或是衛星觀測資料，例如ERA-interim、áphrodite、TRMM 等作為標準。本研究即是著重於TRMM 3B42這筆多重衛星合成的資料相對於地面測站網格化資料，在颱風侵台期間雨量資料的表現為何。　　在TRMM 3B42 3-hrly v6, v7, GSMaP-MVK和測站觀測資料相比的部分，選用了1998-2010(TRMM), 2000-2010(GSMaP-MVK)年颱風侵台其間作為比較之用。為了公平，首先需要解決兩筆資料在時間解析度、空間解析度、空間覆蓋率的不同。經過remap調整時間解析度、調整資料範圍以及將兩筆資料的時間解析度統一後，例用測站觀測資料的平均雨量強度排名並分組後，得到TRMM 3B42 3hrly v6, v7系統性地比測站觀測資料弱，且v6除了在小於2.5mm/hr 的降雨，皆比v7強；而GSMaP-MVK也弱於測站觀測資料。　　為了進一步知道TRMM 3B42 3-hrly v6資料中，衛星本身的PR (Precipitation Radar) , TMI (TRMM Microwave Imager) 兩個sensor對於資料本身的貢獻為何，在研究後半段引入了TRMM 3G68來分別觀察PR, TMI, 對於西北太平洋1998-2010年海上颱風降雨的表現差異，並發現TMI相對於PR, 對於颱風中心附近的降雨表現相較於PR，更為接近真實觀測值。
臺灣地區熱浪與伴隨環境場分析
(2020) 林冠宏; Lin,Guan-Hong
近年來熱浪的發生越來越受到關注,在歐美地區發生較嚴重的熱浪事件如:1995 年芝加哥熱浪、2003 年巴黎熱浪以及 2010 年俄羅斯熱浪...等,皆伴隨野火或熱傷害的發生,大大的影響當地的區域經濟和生態系統,甚至形成大量的傷亡。在前人的研究中,歐美地區的熱浪成因主要受到阻塞高壓影響,高壓的下沉區造成乾燥且穩定的大氣環境,導致區域內形成持續性異常高溫的現象。臺灣熱浪的環境場研究大多針對太平洋副熱帶高壓進行討論,但是臺灣不同於歐美地區,在夏季除了太平洋高壓還會受到西南季風、颱風等的影響,這些環境場皆有機會為臺灣帶來高溫。本文針對 1979-2014 年間討論了熱浪指標的選擇,最後決定利用前人使用的相對指標定義,藉由討論指標來能尋找適合討論臺灣地區的熱浪強度。並選定的標準分析臺灣熱浪環境場。在相對指標的分析結果顯示,當我們以相對指標定義的 T1 選擇在 95 百分位以及 T2 在 85 百分位時,能最接近實際溫度情況進而作為指標百分位的選擇。在高壓環境場分析,太平洋副熱帶高壓向西延伸,此時臺灣地區會受到高壓沉降作用,伴隨穩定且乾燥的大氣環境,使臺灣地區會約有 1.5 度以上的增溫,而當臺灣地區受到副高影響時,其他區域也會因副高的位置伴隨其他天氣系統的發生。熱浪時段中颱風環境場占整體熱浪時段約五分之一,而且複合環境場影響的平均熱浪天數會來的比單一環境場的熱浪天數多 3-4 天,這些被延長的熱浪時段大多來自於颱風與西南風的貢獻。在整體環境場討論中,臺灣位在颱風與高壓下沉的區域,增溫區域除了有高壓影響時北部山區增溫明顯的特徵外,西南部的增溫可能來自於颱風效應。當西南風增強時,此時的高壓區位在南海,伴隨北緯25-30 度間鋒面生成,臺灣會位於鋒面交界面以南鋒前暖區的位置,暖區乾燥的西南風加上臺灣地形作用,使得背風增溫又更加明顯,甚至增溫現象會來的比高壓或西南風來的強。
臺灣地區降雨模擬的動力與統計降尺度的比較與分析
(2024) 王亮傑; Wang, Liang-Chieh
過往直接比較動力降尺度與統計降尺度的研究較少，大部分研究進行降尺度比較或評估時，通常是以實際的觀測資料為基準，評估各個降尺度方法。動力降尺度方法藉由趨近真實世界的資料提高氣候模式的解析度，獲得高解析度的氣候推估資料，運算出的結果能呈現不同地理與氣候特徵。統計降尺度方法則利用過往的觀測資料與氣候模式模擬資料，以回歸和統計分析方法建立兩者之間的統計關係。相較於動力降尺度方法，在電腦計算的要求相對較低，方法上也更加簡單；但是統計降尺度模擬的結果沒有辦法呈現物理過程，並且缺乏適合的物理解釋，應用時需要假設未來的氣候特徵在統計上是穩定的；然而近年來氣候變遷影響下，這個統計穩定的假設通常是無法滿足且無法證明。對此本研究以「理想模式」作為實驗架構，使用動力降尺度資料代替降尺度中的觀測資料，驗證統計降尺度方法，並以全球高解析度模式資料作為參考，比較動力與統計降尺度在不同季節、極端降雨之降尺度成效。研究結果顯示統計降尺度在梅雨和夏季容易受到高解析度模式資料影響，與動力降尺度差異較大，而統計降尺度與動力降尺度在冬季較為接近；然而，極端降雨主要集中在梅雨和夏季，對於系統性降雨如颱風、梅雨等，統計降尺度與動力降尺度具有接近表現，但它依然受模式資料影響為主；極端降雨能觀察到冬季的成效比梅雨和夏季高，趨近動力降尺度的比例相比所有天數降低。