李明營／中央氣象局氣象科技研究中心技正，專長是氣候分析、診斷，喜好游泳。
李清縢／中央氣象局氣象科技研究中心研究員，專長是開發跨域預報產品，並投入人工智慧在氣候預報的應用。
羅資婷／中央氣象局預報中心長期預報課課長，專長是短期氣候監測與預測，喜好彈琴。
洪景山／中央氣象局氣象科技研究中心主任，專長是數值天氣預報，長期投入氣象資訊之跨域應用服務。
自 2019 年白鹿颱風過後，
長達三年多竟無颱風登陸台灣，
進而造成水資源短缺。
這將成為日後天氣的常態嗎？
▲東折西繞：2020～2022 年共有九個颱風行經台灣周邊，皆未登陸。虛線為熱帶性低氣壓。影像來源／李明營、李清縢、羅資婷、洪景山
1. 台灣位處於西北太平洋，而颱風的到訪會帶來充沛雨量，對台灣的民生及農業用水尤其重要。
2. 2020～2022 年的反聖嬰事件是西北太平洋不利於颱風生長的要素，但颱風是否登陸台灣，機率問題仍不可忽略。
3. 全球暖化會增強太平洋副熱帶高壓，使得颱風數量減少，這意味著日後颱風行經台灣周遭的機會就可能減少。
颱風是台灣最大的氣象災害來源之一，同時也是台灣水資源最重要的來源。每年登陸台灣的颱風平均一至兩個，但 2020～2022 年卻連續三年都沒有颱風登陸，這是自 1945 年起有觀測記錄以來第一次發生的現象，而這個現象究竟是偶然？還是有其必然？這是一個值得深入探討的科學議題。
是否有長期氣候的異常訊號？
西北太平洋是全世界熱帶氣旋發生頻率最高的區域，熱帶氣旋是學術名詞，通常稱之為颱風。顧名思義，颱風一定是發生在「熱帶」，精確來講是熱帶洋面；颱風在北半球是氣旋，也就是逆時針旋轉的天氣系統。進一步來解釋，颱風的生成是海氣交互作用的結果，熱帶溫暖海水提供對流發展的環境，上升運動的潛熱釋放後加熱大氣，在旋轉的背景環境下，此一大氣加熱作用產生旋轉的低壓系統，進而導致颱風的形成。
溫暖的洋面和旋轉的背景場是颱風生成的必要條件：前者，西北太平洋的暖海面佔盡地利；後者，夏季季風擾動有利颱風發展，伴隨氣旋式旋轉的低壓環境，而這一個幾千公里的大尺度旋轉背景場也剛好發生在西北太平洋，因此難怪西北太平洋會是全世界熱帶氣旋發生頻率最高的區域。全球每年約有 81.8 個颱風誕生，其中西北太平洋生成的颱風平均為 25.4 個，佔了大約三成。
在這裡先說明幾個關鍵名詞。第一是「登陸颱風」，這是指颱風中心登陸台灣本島的颱風；由於此類統計樣本數較少，因此擴充範圍，把颱風中心通過台灣周邊 300 公里範圍內稱為「侵台颱風」，此範圍是考慮到颱風環流會影響到台灣，同時也獲得更多的統計樣本數。而西北太平洋颱風則是根據美國「聯合颱風警報中心」（JTWC）所定義，在東經 82～177.9 度及北緯 2.8～44.6 度範圍內的颱風活動，且由於 JTWC 自 1945 年後才有完整的西北太平洋颱風觀測，後文將以 1945～2022 年的颱風活動進行分析。
首先我們來看一下西北太平洋颱風生成及登陸颱風的逐月統計個數，可發現一年 12 個月都有颱風生成，6～11 月則是颱風活動最活躍的月份。基本上，西北太平洋颱風生成數越多的月份，登陸颱風的個數也越多，二者有很好的正相關。
由於 6～11 月是颱風活躍的月份，以 1945～2022 年 6～11 月的颱風活動進行統計分析，這些時間內共有 1,680 個颱風。把這 1,680 個颱風所經過的路徑在網格上畫成頻率圖（參見下圖），西北太平洋颱風主要沿著副熱帶高壓（以下簡稱副高）邊緣由東至西移動，至東經 130 度後分成兩支：一支往西北，一支則繼續往西到南海一帶，台灣剛好位於這個分叉路口，凸顯出侵台颱風預報的困難度。
▲影像來源／李明營、李清縢、羅資婷、洪景山
接下來，把侵台颱風和登陸颱風的個數逐年畫成圖表（參見下方圖）。長期統計結果顯示共有 355 個侵台颱風，每年平均有 4.55 個，登陸颱風共有 127 個，每年平均 1.63 個，佔西北太平洋颱風總數的 7.5%（總數為 1,680）。另外，數據顯示，1946、1954、1964、1972、1973、1978、1983、1985、1993、2020、2021 以及 2022 年沒有登陸颱風，佔全部 78 年資料的 15.4%。此外，連續無登陸颱風就只有 1972～1973 連續兩年，以及 2020～2022 連續三年。在 11 年滑動平均的颱風個數中，無論是侵台或登陸颱風個數統計上均無顯著的年際變化，無登陸颱風的年份也沒有特殊的統計訊號，因此不論從侵台或是登陸颱風的氣候分析來看，2020～2022 年連續三年沒有颱風登陸台灣，並無統計上的必然性。
▲影像來源／李明營、李清縢、羅資婷、洪景山
是否和聖嬰現象有關？
有研究顯示，西北太平洋颱風活動的年際變化和聖嬰現象有密切的相關。當聖嬰現象發生時，赤道東太平洋海溫異常偏暖，整個太平洋主要的對流區往中太平洋移動。颱風的生成和對流密切相關，因此，聖嬰年的夏季及秋季颱風生成的區域也跟著往中太平洋移動，西北太平洋颱風生成的位置比正常年較偏向東南；這時颱風與東亞距離較遠，在海上行經的時間可以更長，強度也通常較強。
反之，當反聖嬰現象發生時，赤道東太平洋海溫較冷，暖水區往西太平洋地區移動，因此反聖嬰年的夏季及秋季，西北太平洋颱風生成位置比正常年較偏西北；颱風在洋面上的時間較短，強度略偏弱。下方上圖可清楚看到颱風生成位置和聖嬰／反聖嬰有顯著相關。
▲影像來源／李明營、李清縢、羅資婷、洪景山
此外，氣象學家常用「累積颱風動能」（ACE）來評估整個季節颱風的活躍度，分析聖嬰指標與西北太平洋的累積颱風動能兩者在 1981～2022 年的 6～11 月期間之相關係數達到 0.659，此相關係數值達統計顯著性，說明聖嬰年時颱風較活躍，反聖嬰年的颱風較不活躍。中間圖是 2020～2022 年期間西北太平洋颱風整體 ACE 距平場（anomaly field）的空間分佈，顯示整個西北太平洋區大部份的 ACE 皆為負距平，代表連續三年反聖嬰現象呈現西北太平洋颱風較不活躍，和上述氣候的統計結果是一致的。
2020～2022 年正好是持續三年的反聖嬰現象，那麼台灣連續三年無登陸颱風，和太平洋的反聖嬰現象是不是有相關呢？值得一提的是，颱風會不會登陸台灣，除了和颱風的生成有關，更涉及颱風的移動。
有研究指出，反聖嬰年西太平洋的對流旺盛，其伴隨哈德利環流的下沉氣流是造成西北太平洋副高的增強與向西延伸可能的原因之一。上方最下圖是 2020～2022 年平均的 850 百帕流函數，代表副高的範圍，可以看到氣候長期平均的副高範圍向西延伸至東經 127 度，但 2020～2022 年期間的副高範圍更為向西延伸，擴張至東經 110～120 度，此一現象除了會造成颱風生成較不活躍，對於颱風的生成位置與活動範圍相較於氣候分佈也會略為偏西。
綜合以上分析，2020～2022 年反聖嬰年的大氣環流特徵和過去統計相近，除了因為副高偏強導致颱風發生的位置偏西，同時也造成颱風的強度與活躍度偏低，反聖嬰年的確成為西北太平洋不利颱風發展的環境因素。
然而，進一步觀察上方中間圖上 2020～2022 年所有的颱風路徑分佈，台灣島相對於整個亞洲太平洋區域而言，前者面積不到後者的 1/1000，所佔範圍實在太小，颱風會不會登陸難免是機率問題。例如本文首圖中 2020～2022 年接近但未登陸台灣的颱風路徑，其中閃電、彩雲颱風均相當接近台灣南端；盧碧颱風因在通過台灣時，強度短暫下降為熱帶性低氣壓，這些颱風只要路徑稍許改變或是強度增強，便有可能成為登陸颱風。
再者，1973～1975 年、1998～2000 年也曾發生過兩次連續三年的反聖嬰現象，但這兩個反聖嬰事件期間，均有四個侵台颱風。從氣候的角度來看，大範圍的颱風活動和大氣環流場（特別是聖嬰現象）具有相當的關係，這提供了預報上有利的機會，得以藉由大尺度環流當做指標來預報大範圍的颱風活動。但另一方面，必須理解關於颱風會不會登陸台灣，機率所佔的權重不可忽略；這意味著，要在月、季尺度預報會不會有颱風登陸台灣，所面臨的挑戰更高、難度也更高。
對水資源的影響
自從 2019 年白鹿颱風登陸過後，直到 2023 年 7 月之前均沒有颱風登陸台灣，在這期間，台灣經歷了 2020～2021 年的百年大旱，以及 2023 年的南部乾旱。分析 2020～2021 百年大旱的原因，主因是 2020 年梅雨季提早結束，颱風季無颱風登陸，隔年春季雨量偏少。2023 年南部乾旱原因，也與前一年颱風季雨量偏少有關。觀察過去 60 年來發生乾旱的年份，均為梅雨季至夏季的降雨明顯偏少，且侵台颱風數量均明顯少於氣候值，說明當侵台颱風個數少，颱風季雨量少，易造成台灣水資源短缺。
當年若無颱風帶來豐沛的降雨，水資源的短缺最先衝擊就是農業。2020～2021 百年大旱當中，乾旱持續時間長，造成台灣史上首次二期稻作及隔年的一期稻作同時停灌，間接影響農業產量和收成品質，損失約 16.5 億元。
除了農業，颱風的降雨對生態系也很重要。在濕地，降雨有助於維持濕地的濕潤，提供了許多物種棲息和繁殖的環境。同樣地，長時間缺乏降雨可能導致土壤乾燥，增加森林和草原火災的發生機率。
目前有許多研究指出。在暖化後的未來，西北太平洋的副高將會增強，颱風數量會隨之減少，颱風路徑往台灣的機率偏少，亦會造成台灣的降雨量減少；同時，副高增強也意味著極端高溫將會更加頻繁發生，民生用電量無可避免將會提高。雖然從本文的分析無法得知 2020～2022 年是否反映出全球暖化的影響，卻與暖化後的情境推估有幾分相似。
假若如此，也許高溫少雨將成為目前及未來的氣候常態。為因應全球暖化可能引發的氣候危機，淨零碳排已成為全球所必須面對的議題。在淨零碳排政策下，社會各階層將面臨各種生活、經濟、科技以及政府治理等轉型，這需要社會各界的共同努力，以確保地球的永續發展和未來世代的福祉。
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