新北市三峽區有木里北114縣道6.2公里水災災害,8月8日6:00~08:00,降雨量最大100mm/hr,累積810mm,造成大豹溪洪水淘刷北114縣道路基,道路中斷,有木里居民逾300人受困。(圖片來源/土石流防災資訊網)
新北市三峽區有木里北114縣道6.2公里水災災害,8月8日6:00~08:00,降雨量最大100mm/hr,累積810mm,造成大豹溪洪水淘刷北114縣道路基,道路中斷,有木里居民逾300人受困。(圖片來源/土石流防災資訊網)

台灣「短延時降雨」頻率增 極端氣候致災主因

蘇迪勒颱風帶來大雨,重創烏來交通,不過根據福山雨量站資料,累積雨量並沒有破當地記錄,關鍵致災原因是雨量太集中,從8月8日凌晨3點到8點,短短6小時就下了442毫米,破歷史新高;國家災害防救科技中心曾分析20年來,各地3小時累積雨量,排行前20名者,有16個集中在2000年之後,顯見近年這種「短延時降雨」確實有增加趨勢。(圖片來源 / 土石流防災資訊網

烏來福山雨6小時和12小時雨量在這次颱風破紀錄(圖片來源_國家災害防救科技中心)
烏來福山雨6小時和12小時雨量在這次颱風破紀錄(圖片來源_國家災害防救科技中心)

為了防範集中降雨帶來的災害,交通部中央氣象局特別引進「區域防災降雨雷達」,有別於以往大範圍監測,這種雷達著重在低空、區域降雨,資料準確度更高,且回送速度比現有雷達快3倍,北部雷達站預計年底發包,最快後年第一季啓用。

暴雨集中,防災更困難

集中降雨往往讓人措手不及,輕則淹水,重則造成土石流,危及身家財產安全,國家災害防救科技中心資料顯示,這次烏來的福山雨量站72小時累積降雨量792毫米,在以往不算少見,但6小時累積442毫米、12小時655豪米,卻破了歷史紀錄。根據農委會水土保持局公告,烏來只要雨量累積550毫米,就有土石流發生潛勢。

近年台灣暴雨致災的案例越來越多,烏來並非單一個案,這次三峽竹崙路每小時雨量也到達100毫米,導致山洪暴發,沖走兩人;2010年梅姬颱風過境,迎風面的蘇澳也曾測得每小時181毫米降雨量,刷新設站紀錄,水淹到二樓,多處土石流;去年6月3日,嘉義市因鋒面籠罩,每小時雨量超過100釐米,造成鐵路兩度停駛,抽水機反應不及,市區一片水鄉澤國。

三峽區竹崙路災害分析圖(圖片來源_水保局,災害前和底圖照片來自google地圖)
三峽區竹崙路災害分析圖(圖片來源_水保局,災害前和底圖照片來自google地圖)

災防中心氣象組曾分析全台「短延時致災強降雨」的時空特性,選取1992年到2011年,3小時累積130毫米雨量的案例,比對後發現,第一名是2002年的娜克莉颱風,基隆彭佳嶼3小時累積476毫米;造成蘇澳大淹水的梅姬颱風排行第二,3小時雨量444毫米;第三名為2001年桃芝颱風,花蓮光富鄉測得391毫米。

1992~2011 年 3 小時累積雨量前 20 名事件(圖片來源_國家災害防救科技中心)
1992~2011 年 3 小時累積雨量前 20 名事件(圖片來源_國家災害防救科技中心)

2000年之後,短延時強降雨增加

值得注意的是,排行前20名的紀錄,有16個在2000年之後;分析原因,有18個是因為熱帶性低氣壓,如颱風或熱帶擾動,2個是夏季的午後對流雨,而2000年後的紀錄,全是因為颱風或熱帶擾動;顯示颱風是近年造成災害的主因,接著是夏季午後對流雨,以及梅雨鋒面。

2009年橫掃全台的莫拉克颱風,爆發力沒有特別強,只排名第14,但連續兩三天豪雨不斷,屬於長延時強降雨,因此釀成巨大災害。

強降雨增加是否代表近年氣候變遷越來越劇烈?災防科技中心副研究員兼氣象組組長于宜強表示,無法完全確定原因,氣候變遷需要百年資料,且太陽能供電、微波傳送資料的科技發達,近年雨量站可以設在較偏僻的地方,監測到的降雨容易破紀錄,唯一確定的是近年短延時強降雨確實有增加趨勢。

中央氣象局下個月實施的新版雨量定義,特別把3小時累積100毫米雨量,納入豪雨特報,大雨定義也新增每小時40毫米。

短延時致災降雨受各類天氣影響的日數與比例(圖片來源_國家災害防救科技中心)
短延時致災降雨受各類天氣影響的日數與比例(圖片來源_國家災害防救科技中心)

增設「區域防災降雨雷達」,回傳資料速度快3倍

為了因應短延時強降雨,氣象局特別在台灣北中南,引進「區域防災降雨雷達」。

傳統的氣象雷達360度旋轉,向空發射電波,屬於全空域掃瞄,觀測範圍廣達半徑460公里,雖然範圍廣,且發射的是S頻段電波,受雨衰影響較低,但短時間的強降雨預測準確率較差。

中央氣象局技正陳志雕解釋,傳統雷達觀測高度是對流層頂,這時雖然觀測到水滴,但之後可能會蒸發,不一定全落下,因此預估的降雨量比較不準確;同時因為觀測範圍大,旋轉時間長,完成一次監測需要6分半到7分鐘。

區域防災降雨雷達採用C頻段,觀測範圍比較小,只有半徑60公里,但也因此測量的高度比較低,最外圈大約1000公尺,在這個高空的雲只有兩種,一種是積雨雲,即一般常看見黑壓壓、會下大雨的雲;另一種是積雲,也是容易下雨的型態。換句話說,傳統雷達是觀測高空的雲,防災降雨雷達則是正在降落的雨滴,因此準確度較高。

傳統雷達觀測解析度是1公里,防災降雨雷達則是150公尺,相當於每150公尺就設一個雨量站,因此整體解析度比較高,且因為觀測範圍較小,每2分鐘就能傳回一個點的資料,多爭取了3倍防災時間。

防災降雨雷達每座造價一億,中央氣象局第一階段在新北樹林山上、台中大肚山,以及南部設立三座雷達,其中樹林站年底就可發包,最快後年第一季啓用,觀測範圍包括雙北、桃園,台中也可望在後年建設完成;下一階段預計在雲嘉南和宜蘭等易淹水的低窪區,再設兩座雷達。

不過花東和山區因為地形阻隔,防災降雨雷達效果有限,目前還沒考慮設置,陳志雕也坦言,即使北部的防災降雨雷達設好,也不一定可以預測這次烏來的情況,或許會有山區死角,目前氣象局還在思考,如何在山區找出比較有效的觀測方式。

防災降雨雷達觀測範圍小,但比較準確,資料回傳速度也快三倍(圖片來源_國家災害防救科技中心)
防災降雨雷達觀測範圍小,但比較準確,資料回傳速度也快三倍(圖片來源_國家災害防救科技中心)

監測系統升級,更需配合平時防災、資料分析

觀測技術提升,仍須搭配跨部會的資料分析,雙管齊下才能有效防災。陳志雕表示,未來雨量資料將會送給各部會,水利署、水保局可以比對不同的地形資料、水文模式,分析雨水流到某處要多少時間。「只要我們整合的時間比淹水早,就能多爭取防災時間,例如要不要趕緊抽水、防災避難。」

此外,陳志雕說,若能搭配手機定位系統,及時傳播資訊,民眾就能知道這場雨下多久如果在外被雨困住,民眾知道只要下一小時,或許可以進去咖啡廳喝杯咖啡,若短期內不會停,就可搭計程車或請朋友救援。

農委會水保局防災中心主任陳振宇認為,除了提升觀測技術,民間的應變機制也很重要,日本近年強調「自主防災社區」,由民眾和專家討論,擬出災害地點、預演疏散、避難步驟,水保局也將這套機制引進許多社區,例如這次預先撤村的合流部落,從下而上參與,民眾比較有感。