◆◇特　稿◇◆ 臺北的降雨變化 地球所研究員　汪中和 在《莊子•秋水篇》裡有一段文字描寫東海的浩瀚：「夫千里之 遠，不足以舉其大﹔千仞之高，不足以極其深。禹之時十年九潦， 而水弗為加益﹔湯之時，八年七旱，而崖不為加損。夫不為頃久推 移，不以多少進退者，此亦東海之大樂也。」莊子是東周戰國時期 的學者（369~286B.C.），這段文字裡卻提及了夏禹（2205~2197B.C.） 及商湯（1766~1753B.C.）時候的旱澇事件，可見禹及湯時候的洪水 及乾旱情況確實嚴重，才會在千年以後仍為人們所提及。 今年10月30日至11月1日受第20號象神颱風環流及鋒面雙重影響， 各地降下豪雨，為整個台灣地區帶來嚴重的災情，其中尤以台北縣 市因豪雨出現十餘年來僅見的大水患，汐止地區更是自1996年賀伯 颱風以來，幾乎每次豪雨均會淹水成災，引起社會各界關注，基隆 河整治及山坡地開發問題又成焦點。這次象神颱風確實給臺北地區 帶來滂沱豪雨，如汐止五指山地區在颱風期間的雨量超過800公厘， 翡翠水庫每秒進水量達到4,100立方公尺，都創下台北地區新高紀錄。 我們當然不能預見千年後的人們如何看待近幾年的豪雨災情，但是 卻可以從百年來的氣象記錄談談臺北的降雨變化。希望對過去的回 顧，可以為將來的氣候及水文研究工作帶來一些啟示，也給院裡同 仁提供一些茶餘飯後的談助。 在表示中央氣象局臺北氣象站百年來（1897-1999）的長期降雨 變化型態上，我們參考聯合國「政府間氣候變化特別委員會」在 1990年報告中所採用的差異時序分析方法，以臺北站自1951-1980 的平均值為基線，再將各年度對這個基線的差值，以長條圖用時間 序列的方式將年降雨量、年降雨日數及「年降雨量／年降雨日數」 比值繪如圖一。該圖中，凡差異值為負時，表示該年數值低於1951- 1980的平均值，而差異值為正時，即表示高於1951-1980的平均值。 除了單年的差異值外，五年的移動趨勢也以粗黑線表示於圖中。 由於臺灣的雨量紀錄中有顯著2-3年週期的頻譜變化，因此五年的 移動平均可以濾掉這些短週期的訊號，而呈現出臺北氣象站長期的 變化趨勢。 圖一（A）是臺北站的降雨量變化，大致而言，臺北地區的降雨量在 1980年以前是沿著長期平均值（2064公厘）起伏振盪，幅 度約有400公厘；但在1980年以後，除了1990年代初期因 受菲律賓Pinatubo火山爆發的影響略有下降以外，降雨量 卻有逐漸增加的趨勢。臺北站的長期年雨量平均值不低（ 全球平均值為970公厘），近年來降雨又持續增加，因此臺 北地區在短期內應是不會缺雨水的。然而雨水豐沛卻不一 定是好事，還需看降雨在時間和空間上是否分佈均勻而定。 圖一（B）是臺北站的年降雨日數變化圖，從1900至1960年間看來沒 有特別趨勢，平均每年降雨日數約有185天；但自1960年 以後則呈現逐漸遞減的情形，近十年來平均只有168日，比 二十世紀的前半期少了半個多月。由於臺北地區降雨量近 20年來逐漸增加，但降雨日數卻反向減少，因此「年降雨 量／年降雨日數」比值就呈增長的趨勢，如圖一（C）。 「年降雨量／年降雨日數」比值的上升表示水文不確定性 正增加中，也就是說發生洪澇的機率會越來越高，住在低 窪地區及河岸兩旁的民眾當然要特別注意了。近年來大臺 北地區屢生水患，山坡地土石流的增加，除了人為的超限 且不當開發有重要影響外，這種在單位時間內自然降雨強 度的改變也是重要的因素之一，值得有關單位注意防範。 在圖一（A）中，另一項引人注意的是：臺北站1998年的累積雨量 因受到1997-1998年世紀超級聖嬰及隨後反聖嬰現象的影響而高達4405 公厘，為平常年雨量的二倍多，創下了百年來的紀錄。由圖二（A） 臺北站1998年一至十二月的月雨量與歷年（1897-1999）的月平均值 比較，可以看出端倪。一般來說，臺北站歷年月平均值分佈在70至 300公厘之間，是臺灣地區降雨的季節分佈最均勻的地區之一，如圖 二（A）中的空心三角曲線所示。然而1998年的降雨型態卻十分不同 （如實心方塊曲線），僅在十月就降下了998公厘的雨量，打破臺北 站自有氣象觀測以來的單月紀錄，該年其餘的月份也都高於歷年的 月平均值。 說起來，1998年真是臺灣氣象史上的異象年：首先在二月裡從北 到南接連發生少見的冰雹和龍捲風；接著綿延不斷的春雨一直持續 到梅雨季節；夏季的颱風次數難得的稀少（西北太平洋過去一百年 來平均每年有24個颱風生成，1998年總共只發生17個颱風，創下從 1960年以來的最低紀錄）；在十二月的冬季，氣象局罕見地接連發 佈三次豪雨特報；該年的年均溫也破百年來的溫度紀錄，使得台灣 幾座高山直到年底都沒有降雪。這些事件接踵而來，讓氣象及水文 學者目不暇給，大大開了眼界。不幸的是，秋颱芭比絲和瑞伯接連 在十月侵臺，帶來超量雨水，使汐止在兩個星期內三度淹水，災民 苦不堪言，也使1998年的臺北雨量刷新了紀錄。 圖二（B）是臺北站1998年一至十二月的月降雨日數與歷年（1897- 1999）月平均值的比較。大致看來，1998年十月的降雨日數並不高， 高得是二月、四月及五月。尤其二月裡降雨 22天，影響許多人過年 節的興致。有位國外訪客恰好二月來臺短期訪問，從下機到離開臺 北都沒有見到太陽露臉，其心情的鬱悶可想而知。圖二（C）則是臺 北站1998年一至十二月與歷年「月降雨量／月降雨日數」的比較， 顯然，1998年十月的比值較平均值高了五倍多，這樣高的降雨強度 當然就會發生水災；該年二月、四月及五月雖然降雨量也不少，可 是降雨日數相對較多，平均下來影響就不嚴重了。孔子說：「不患 寡，而患不均。」1998年臺北降雨型態在時間上的極端性，就是最 好的註腳。 其實近20多年以來臺灣各地在降雨日數的長期趨勢方面都逐漸降 低，幅度從北部地區（-5%）向著中部（-10%）、東部（-20%）、 及南部（-30%）地區擴大惡化。我們也觀察到臺灣降雨日數的減少 和日照時數的降低有極高的時間及地域相關性。其間控制的機制是 甚麼？是全球氣候變化所影響？還是地區性大氣環境污染所造成？ 或是二者都有？本院剛開始推展的環境變遷研究計畫正積極的探討 這方面的問題，相信不久的將來就會有好的成果向同仁報告，我們 可拭目以待。但是降雨日數長期以來的減少確已對臺灣，特別是中 南部，造成水資源水量來源降低的衝擊，也對雨量豐沛的北部地區 增加洪澇災害的隱憂。臺灣地表水及地下水的水量及水質問題日趨 惡化，土石流及洪患頻生，除了人為的影響外，自然降雨型態的改 變顯然是一個要嚴肅去面對的課題。 圖一：臺北氣象站百年來（1897-1999）的年降雨量（A）、年降雨 日數（B）及「年降雨量／年降雨日數」比值（C）的時間序 列變化。圖中括弧中的數字是1951-1980年的平均值，也是基 準線，各年度對這個基線的差值以距平長條圖表示，粗黑線 是五年的移動平均。 圖二：臺北氣象站1998年的月降雨量（A）、月降雨日數（B）及「 月降雨量／月降雨日數」比值（C）與歷年月平均值之比較圖。