太陽週期與北太平洋超級颱風活動性關聯性之示意圖
以太陽活動為例,以下是相關的影響:
1.太陽輻射的增強增加了平流層緯向溫度梯度,減弱平流層的大氣經向環流,進而導致對流層頂部加熱。
2.對流層頂部變暖,降低了對流層的不穩定性,減弱了熱帶太平洋的深對流,導致當季(即太陽週期那年的5月至10月)颱風活動的減少。
3.大氣不穩定性的減弱,同時減弱了北半球的哈德利環流(通常在北半球的冬季出現)。
4.哈德利環流減弱也使得東北信風減弱,再透過海氣交互作用造成東北太平洋的海溫增暖,並將此增暖的訊號傳遞到熱帶中太平洋。
5.熱帶中太平洋的增暖減弱了赤道上的沃克環流,導致深對流區域向東移動,也減弱垂直風切,這些大氣條件有助於秋冬颱風的發展與生成。
以上條件使得淡季颱風生成的位置東移,移動速度較慢,颱風在海上停留的時間更長,有更多時間吸收海洋中的能量與濕氣,這增加了超級颱風形成的可能性。
每年5至10月為颱風旺季,主因是西北太平洋的海面溫度高,大量海水的蒸發形成了低壓中心,有利颱風生成。但2013年侵襲菲律賓的超級颱風,造成逾六千人死亡的海燕颱風,卻是發生在11月的颱風淡季。
由吳朝榮教授與美國加州大學爾灣分校教授余進義的團隊合作,蒐集1945年至2018年間西北太平洋地區共402個淡季超級颱風的軌跡進行研究,發現太陽活動會造成淡季的超級颱風,此研究成果刊登於國際期刊《npj 氣候與大氣科學》(npj Climate and Atmospheric Science)。
研究團隊利用觀測資料分析、配合氣候模型模擬實驗,發現11年一次的太陽週期,可以調節颱風的行為,使其在秋、冬季節更容易產生超級颱風。
經由研究發現,在3重增強作用下,即使淡季也可能形成超級颱風。第1重增強作用是「太陽週期」。太陽黑子大約每11年會達到活躍時期的高點,較強的輻射「加熱」地球表面,使得平流層的大氣經向環流減弱,進而導致對流層頂部加熱,這個加熱效應,降低了對流層的不穩定性,進而減弱了哈德利環流(低緯度的熱力環流,是信風的來源之一)。
第2重是「全球暖化」,會增加副熱帶和熱帶之間的連結,使太陽活躍時期和颱風生成數量的相關性提高。第3重則是「海氣」,透過海氣交互作用造成東北太平洋的海溫增暖,並將此增暖訊號傳遞至中太平洋,進而減弱了赤道上的沃克環流,導致深對流區域向東移動。這交互作用減弱垂直風切,這些條件有助於淡季颱風的生成。
這些步驟交代為什麼太陽週期可以影響超級颱風的生成。
研究進一步指出,自1990年代以來,太陽週期對淡季超級颱風的影響越來越大。
當冬季颱風生成的位置東移,加上缺乏導引氣流,颱風速度變慢,吸收海洋的能量和水氣就會變多,就可能會形成強烈颱風,
研究團隊提醒,今、明年正開始要進入太陽黑子的活躍期,有可能出現冬季超級颱風,要民眾多加留意。
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