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臺灣地區氣溫之統計特性及其長期變遷
(2018) 徐紹青; Hsu, Shao-Ching
　　本研究利用中央氣象局的8個測站，臺北、臺中、澎湖、臺南、恆春、臺東、花蓮和阿里山的長期地表氣溫記錄，包括日均溫、最高溫，以及最低溫資料，個別分析它們在以下5種天氣情境：雨日、無雨日、雨前一日，雨後一日，以及一般日(不論有無降雨)下的4階統計動量:平均值、標準差、偏度、以及峰度，在氣候基期（1961-1990）的統計特性及對應的長期（1897-2014）線性趨勢。　　分析上述情境的各類組合於氣候基期的4階統計動量後發現，雖然平均值及標準差代表季節平均狀態及其振幅，但是偏度和峰度，因其計算利用平均值及標準差的3或4次的冪次，能將前者的訊號放大，而提供吾人檢視上述各類情境組合的統計特性之變化細節。例如，冬季雨日的迎風地區，受東北季風影響會有明顯的降溫。雖然分析平均值能獲得其位移變化，但偏度更能表現出其傾向低溫的統計特徵(即右偏的機率密度函數分佈)。同樣的，秋季的臺南測站，也可從雨後一日的分析中，觀察到較高的最高溫(即左偏的機率密度函數分佈）及正值的峰度，顯示洗刷作用可增強陽光短波入射，更能凸顯出秋老虎現象的氣候特徵。　　與前人研究一致，本文也發現全球暖化對臺灣地表氣溫的影響，主要表現在夜間最低溫的明顯上升。分析澎湖、恆春以及阿里山等背景測站的結果發現，暖化下，增加的水氣含量加強向下長波輻射，且夜間較低的氣溫又使得水氣容易飽和，增加的雲量可能抑制向上長波輻射的冷卻作用，因此，最低溫出現較高幅度的成長。　　研究也發現，人類活動產生的懸浮微粒和汙染物，可能會增強而非減弱夜間的暖化作用。分析臺南和臺北測站最低溫的長期趨勢後發現，臺南冬天雲量較少，但冬季的最低溫卻有像臺北多雲環境時一樣的增溫趨勢。分析進一步發現，臺南秋季雨後一日的偏度下降但峰度增加，因而顯示，該地秋夜溫度有高於平均值而集中的長期現象。但是，大多數的其他測站並沒有高溫集中的表現，再者，大部分測站的各項氣溫的綜合表現，均呈現出長期趨勢的轉折時間點，大致發生在都市化以及工業蓬勃發展的1970年代左右。因此本研究認為人類活動所產生的懸浮微粒和汙染物，對於區域氣候的長期趨勢，有一定的影響。　　全球暖化下，各季節之長期趨勢變化並不一致，分析冬季雨日及無雨日的溫度趨勢表現後發現，1970年代前（後），臺北測站無雨日的夜間氣溫小（大）於有雨日夜間氣溫，暗示降雨過程和氣候暖化的交互作用機制，可能發生變化。此外，分析9月份最低溫的長期趨勢也發現，其各項氣溫綜合數值及趨勢，和6月相較下，更接近7、8月的表現，建議夏季有延長的現象。根據上述針對氣溫的分析，本文建議臺灣季節氣候應分為，春季：2、3、4月；梅雨季：5、6月；夏季：7、8、9月；秋季：10、11月以及冬季：12、1月，上述季節的劃分，也大致與降雨的時序一致。