台灣各縣市 重要極端降雨事件分析 龔楚媖顏葆琳李宗融吳宜昭于宜強 國家災害防救科技中心 104.09.16
極端降雨致災事件頻傳 前言 分析其原因多為連續降雨過多或短延時雨量過大, 超過當地防洪設計或土地承受能力, 嚴重影響人員生命財產安全 經濟發展及交通, 也影響該國 GDP 與世界經濟活動 2011 年泰國洪災 2012 年北京市暴雨 2014 年廣島土石流 2011 年 9 月 -10 月間泰國因季風槽滯留與熱帶氣旋影響, 持續性豪雨造成其北 中北部地區大範圍淹水, 首都曼谷亦遭水患, 全國超過 500 人罹難, 並嚴重影響區域交通與經濟發展 ( 農業 工業 觀光業等 ) 2012 年 7 月中國北京市受鋒面導致暴雨影響, 當日累積雨量達 460mm, 最大時雨量為 100.3mm, 造成淹水與山洪暴發, 導致北京市 79 人罹難, 經濟損失達 116 億人民幣 2014 年 8 月日本廣島地區受鋒面前緣強對流影響,3 小時累積雨量達 232mm, 造成山洪暴發 土石崩塌與土石流, 導致 74 人罹難 2
極端降雨致災事件頻傳 前言 ( 續 ) 分析其原因多為連續降雨過多或短延時雨量過大, 超過當地防洪設計或土地承受能力, 地區防災建設與整備工作須隨之調整, 災害應變能力亦需有所提升 背景研究與工具開發益發重要 2012 年東北部連日豪雨 2015 年台北午後豪雨 2015 年蘇迪勒颱風 2012 年 12 月, 宜蘭地區受東北季風與寶發颱風外圍水氣影響, 持續性降雨導致蘇花公路蘇澳至東澳段路基嚴重崩塌, 中斷 42 日後方搶通, 衝擊花東地區農業與觀光產業 2015 年 6 月 14 日, 台北地區午後熱力對流發展旺盛, 其中, 公館站時雨量高達 131.5 毫米, 短延時強降雨造成都會區局部地勢低窪處出現積水情形 2015 年 8 月, 蘇迪勒颱風影響, 造成多處淹水 崩塌與土石流災情, 並重創烏來地區交通與觀光發展 全國計有 8 人死亡,4 人失蹤, 農損逾新臺幣 22 億元 3
蘇迪勒颱風降雨分布與特性 442mm/6hrs 量累時雨mm 福山雨量站 253mm/3hrs 163mm/3hrs 288mm/6hrs 655mm/12hrs 490mm/12hrs 95mm/hr 80mm/hr 積雨量mm 8/7~8/9, 72 小時累積降雨分布 福山 : 792mm 太平山 : 1236mm 8/7 8/8 8/9 蘇迪勒颱風於新北市烏來區降下 792mm 雨量, 主要強降雨集中於 8 月 8 日凌晨 - 上午期間, 各種累積降雨均破烏來區福山站的歷史紀錄 ( 上圖紅字雨量為蘇迪勒降雨 ; 黑字雨量為歷史紀錄 ) 奮起湖 : 570mm 多納林道 : 931mm 4
短延時強降雨成為關注焦點 TVBS 2015.8.17 上下游 2015.8.14 中央廣播電台 2015.8.28 5
新氣象局雨量分級標準 蒐集國內外防救災單位之預警應變啟動時機 分析國內土石流與公路災情等資料兼顧 24 小時累積雨量與短時間強降雨的致災性於 104 年 5 月 12 日中央災害防救會報第 31 次會議中確認通過, 由交通部函頒 104 年 9 月 1 日正式實施 資料來源 : 中央氣象局 6
台灣地區短延時致災降雨研究 -NCDR 定義 3 小時 130 毫米為短延時強降雨 台灣地區好發短延時致災降雨之時間與汛期相同 (5-10 月 ) 短延時致災降雨主要由熱帶氣旋 (35%,7-10 月 ) 夏季型降雨 (27%, 7-10 月 ) 梅雨 (19%,5-6 月 ) 鋒面 (11%,11-4 月 ) 及東北季風 (6%,10-11 月 ) 等天氣系統所造成 其他延時的強降雨事件特性? 1 小時或 6 小時? 長延時? 各延時極端降雨事件簿 每月降雨事件日數 7 龔等人 (2012)
參考過去豪雨事件研究 陳泰然 林宗嵩 (1997), 台灣中南部豪大雨研究, 降雨標準豪雨等級 (15mm/hr and 130mm/day ) 陳泰然等 (2002),1975-1984 年 5 6 月梅雨季降雨達 5mm/hr 個案進行降雨空間分布之研究 陳泰然 張子琦 (2002),1991-1996 年 5 6 月梅雨季台灣中北部地區豪 ( 大 ) 雨研究 陳泰然 王重傑 (2004) (2005), 1993-1998 年 5 6 月梅雨鋒面與中尺度低壓導致台灣中部地區豪 ( 大 ) 雨研究 Chen et al. (2007), Statistics of Heavy Rainfall Occurrence in Taiwan. 定義極端 ( 豪雨 ) 降雨標準為大雨等級 15mm/hr and 50 mm/day. ( 中大陳景森 ) 陳景森 (2007),1997~2006 年 5 6 月梅雨季西南部豪雨研究, 統計標準為 (15mm/hr and 130mm/day ) 陳泰然等 (2010), 梅雨季臺灣東部地區降雨與局部環流之研究, 使用 1997~2006 年 5~6 月梅雨季 0.5 mm/hr 標準 陳泰然等人 (2012~2013), 台灣竹苗與東部 ( 宜蘭 ) 降雨事件研究, 降雨事件標準大豪雨 (200mm/24hr) 等級
過去極端降雨事件研究 百分位法需每年更新閾值, 且對資料長度敏感 陳 盧 (2007) 利用 1951-2005 年雨量資料, 計算各超越機率下, 不同延時雨量閾值, 用以定義氣候極端降雨事件 EP=1% 1hr 3hr 6hr 12hr 24hr Taipei 49.5 82.5 108.7 136.7 158.3 Taichung 52.0 89.1 116.6 147.3 183.2 Tainan 52.9 90.7 125.8 168.5 225.1 Hualien 48.2 92.9 131.3 189.7 245.7 Taitung 45.7 82.2 118.9 170.9 238.7 Mean 49.6 87.5 120.3 162.6 210.2 陳與盧 (2007)
災害警戒值分析 台灣的颱洪災害以淹水 坡地災害與土石流為主, 多為不同延時之強降雨所致 分析 104 年各鄉鎮的水利署一級淹水警戒值 營建署都市計畫區淹水警戒值 NCDR 坡地災害紅色警戒值 ; 水保局各村里土石流警戒值 鄉鎮 ( 村里 ) 數 水保局土石流警戒, 500mm 水利署 6 小時淹水警戒, 180mm 水利署 3 小時淹水警戒, 120mm 水利署 12 小時淹水警戒, 250mm 水利署 1 小時淹水警戒, 60mm 營建署 60 分鐘淹水警戒, 60mm 水利署 24 小時淹水警戒, 350mm NCDR 坡地災害警戒, 430mm 警戒雨量 (mm) 10
NCDR 極端降雨事件簿 2012 年起進行歷史極端降雨 ( 致災降雨 ) 事件簿建置 1 3 6 12 與 24 小時之降雨事件門檻值選定 參考各部會訂定之淹水 坡地災害 土石流警戒值 參考氣象局之降雨分級標準 (2015 年 9 月前之標準 ) 使用中央氣象局 1992-2014 年局屬測站與自動測站雨量資料 資料存在自動測站 雨量累計於後 之問題 利用氣象局 氣象觀測要素排序集 修正異常極端強降雨資料 類型降雨延時降雨門檻值 (mm) 參考氣象局之氣象觀測要素排序集 短延時 長延時 1 小時 50 3 小時 130 6 小時 200 12 小時 350 24 小時 350 600 11
NCDR 極端降雨事件簿 ( 續 ) 各延時降雨事件篩選 天氣類型分析 降雨與天氣特性分析 極端降雨知識 ( 概念 ) 建立 22 年約 2000 天 (11 萬筆 data) 14 類天氣分類 (by 天氣概述 雲圖 雨圖 天氣圖 ) 梅雨鋒面 : 西南氣流 : 熱帶擾動 : 熱帶擾動與東 東北季風 : 鋒面系統 : 其他 : 五 六月期間 西南風或非颱 包含颱風 熱 北季風共伴 : 大陸冷高壓影 包含冬季與春 未受到顯著天 之鋒面 風引進之西南 帶低壓 颱風或熱帶低 響下之東北季 季鋒面 氣系統影響的 氣流影響 壓環流與東北 風 局部對流性降 季風共伴, 簡 水 或華南雲 稱共伴效應 雨區影響 12
專書 台灣極端降雨事件 簡介 台灣 18 縣市各延時前 15 名極端降雨事件 根據 1992-2013 年資料 3 小時 130mm 6 小時 200mm 12 小時與 24 小時 350mm 事件 提供對象 各級防災人員或協力團隊 氣象研究者或其他相關從業人員 應用性 縣市氣象致災事件分析與知識累積 協助各縣市地區災害防救計畫擬定 104 年 8 月出版 13
專書 台灣極端降雨事件 簡介 ( 續 ) 專書內容 事件各項統計圖表 縣市 TOP15 排序表 72 張 事件天氣圖卡 186 張 對外提供 首刷 100 本, 可來函索取 國家圖書館借閱 線上閱覽電子書 http://watch.ncdr.nat.gov.tw /watch_ebook.aspx 14
事件天氣圖卡 A B C D E F H G I
各縣市 TOP15 極端降雨事件分析 18 縣市各延時取前 15 名不重複事件 22 年總計 926 筆, 分布於 183 日中, 平均每年約 8.3 日 極端降雨事件較好發於夏 秋季 各延時事件日數的年變化大, 近 10 年日數略高於先前 10 年日數 平均 8.3 日 16
各縣市 TOP15 極端降雨事件分析 17
各延時縣市 TOP15 極端降雨事件分析 (a) (b) (c) (d) 18
各縣市 TOP15 極端降雨事件雨量值 雨量普遍較大 : 中部嘉義縣 ( 市 ) 東部宜蘭縣 花蓮縣及南部高雄市 屏東縣等 雨量普遍較小 : 桃園市 彰化縣 台東縣及澎湖縣等 極端事件雨量值範圍 淹水警戒值最大值 19
TOP15 極端降雨事件天氣地圖 熱帶氣旋為主要影響系統, 次要系統如下 : 南部 台東與中部山區 : 夏季 -- 西南氣流 北部 中部地區 : 梅雨季 -- 梅雨鋒面 大台北地區與宜花地區 : 秋季 -- 熱帶氣旋與東北季風共伴 基隆市與新北市 : 秋冬季 -- 東北季風 澎湖地區 : 無次要系統 20
各延時各縣市颱風路徑分析 _TOP15 2 特殊 2 1 9 1.6 基隆市台北市桃園市新北市 2 1 苗栗縣 新竹縣市 宜蘭縣 3 2 台中市 2.6 3 2 3 彰化縣南投縣雲林縣嘉義縣市 花蓮縣 3 2.6.8. 特殊 台南市 3 2 高雄市 屏東縣 台東縣 3 4 1 號路徑 (1) 2 號路徑 (2) 3 號路徑 (3) 4 號路徑 (4) 6 號路徑 (6) 8 號路徑 (8) 9 號路徑 (9) 特殊路徑 ( 特殊 ) 21
結論 極端降雨事件多發生於夏 秋兩季, 逾半數受到熱帶氣旋影響, 其次為梅雨鋒面 西南氣流 熱帶氣旋與東北季風共伴等天氣類型影響 降雨延時越長, 受到熱帶氣旋與東北季風共伴影響的事件比例越高, 而受梅雨鋒 或其他天氣系統所影響的事件比例則越低 中部嘉義縣 ( 市 ) 東部宜蘭縣 花蓮縣及南部高雄市 屏東縣等縣市的事件累積雨量值較高 ; 桃園市 彰化縣 台東縣及澎湖縣等縣市則較低 各縣市的主要影響天氣類型為皆熱帶氣旋, 各地次要類型則為西南氣流 ( 南部地區 臺東縣與中部山區 ) 梅雨鋒面 ( 北部 中部地區 ) 熱帶氣旋與東北季風共伴 ( 臺北市 新北市與宜蘭 花蓮地區 ) 與東北季風 ( 基隆市與新北市 ) 等類型 影響東 南部各縣市的颱風以 3 號路徑為主 ; 影響中北部縣市者則為 2 號路徑居多 ; 基隆市主要受到 9 號路徑颱風影響 22
未來工作展望 雨量資料庫品質檢覈與強化 都會區極端降雨事件分析 短延時強降雨事件研究 極端降雨事件之歷史災情分析 個案知識之視覺化詮釋與分享 23
謝謝聆聽, 敬請指教 感謝中央氣象局諸多資料提供與協助! 24
各縣市地區防災計畫 歷史颱風 暴雨致災事件蒐整 降雨與災情分析需求 台北市地區防災計畫 新北市地區防災計畫 25
事件天氣圖卡 ( 續 ) 26 26
各縣市 TOP15 極端降雨事件雨量值 3 小時 6 小時 12 小時 24 小時 臺北市 275.5-152.0 445.0-225.5 741.0-350.6 862.0-465.1 新北市 282.5-176.0 416.5-249.0 699.5-369.5 822.5-473.5 桃園市 226.5-134.0 348.5-216.0 500.0-361.5 655.5-386.0 臺中市 293.0-172.5 494.0-258.0 729.5-388.5 960.5-603.5 臺南市 347.0-171.0 549.5-249.0 764.0-355.5 1089.5-476.5 高雄市 389.0-195.0 577.5-285.0 824.0-450.5 1448.5-642.0 基隆市 476.0-130.5 605.5-223.5 632.8 350 641.8-354.5 新竹縣市 328.0-160.0 537.0-226.5 759.5-356.5 1003.5-487.0 苗栗縣 287.5-170.0 484.0-249.0 713.0-395.0 1154.0-501.5 南投縣 328.0-194.0 513.5-247.0 743.0-381.0 1136.5-578.0 彰化縣 243.0-142.0 305.5-203.0 360.0-358.0 513.0-374.5 雲林縣 301.0-149.0 431.0-224.0 624.0-358.5 1028.5-446.5 嘉義縣市 325.5-198.5 616.5-314.5 1157.5-489.0 1748.5-691.0 屏東縣 373.5-215.5 618.5-312.0 948.0-489.5 1414.0-661.0 宜蘭縣 444.0-199.0 645.0-325.5 956.5-477.5 1198.5-665.0 花蓮縣 380.0-210.5 566.5-300.0 1033.5-433.0 1274.5-646.0 臺東縣 220.5-156.0 379.0-225.0 626.5-359.5 1016.0-467.0 澎湖縣 229.0-181.5 488.0-431.0 421.5-377.5 488.0-431.0