龍捲風特輯中央氣象局

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什麼是龍捲風 

龍捲風的英文名稱為「tornado」,是指由積雨雲底向下發展狀似漏斗的強烈旋轉氣柱,當此旋轉氣柱向下接觸到陸地時稱為陸龍捲,接觸到海面則稱為水龍捲。嚴格來說,漏斗狀的氣柱要接觸到陸地或海面才稱為龍捲風,若只懸在空中迴盪,則只能稱為漏斗雲。

龍捲風的直徑由數十公尺至數百公尺不等,平均約250公尺,一般都呈上大下小的漏斗狀,漏斗狀雲柱自雲底向下伸展至地面,繞著本身的中心軸急速旋轉,大多是以反時鐘方向旋轉,但是也有很少數的龍捲風是以順時鐘方向旋轉的。龍捲風的路徑,平均約在5到10公里之間,然而亦有長達300公里的紀錄;龍捲風的生命期,最短的不到1分鐘,但有些則可長達數小時,平均約10分鐘,龍捲風所經之處常造成嚴重災害。

一般形容龍捲風狀似暗灰色的漏斗或象鼻,但是因為風是看不見的,所以透過肉眼可看見的龍捲風通常是因為旋轉的氣柱中含有雨滴,或捲起了地面塵埃、海水。

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1998.6.9攝於台南學甲之龍捲風

圖示1、1998.6.9攝於台南學甲之龍捲風 (由林建安先生提供)

 

 

 

 

龍捲風會造成什麼災害 

龍捲風通常會伴隨著強風、驟雨、冰雹、雷電等現象,沿著龍捲風所行經路徑,常見樹木被連根拔起,屋頂被掀起,人、車、牲畜會被捲起,結構較差之建築物也會被催毀,並造成電力中斷或瓦斯管線破裂而引起大火或是氣爆等,因此會造成十分嚴重的傷亡與損失。

臺灣因氣象與地形的限制,龍捲風之規模較小、災情較為輕微,不過近年來在臺北新店和臺南市區發生的龍捲風都發生捲翻汽車、吹倒電線桿或吹掀屋頂的情況,可見在臺灣仍不能忽視龍捲風可能帶來的災害。

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龍捲風的風有多強 

因為龍捲風所伴隨的風力太強,普通測量風速的裝置常常被摧毀,所以很難量測到可靠的紀錄。不過根據建築物的損壞程度,以及飛揚物體的打擊力來估計,其風速大致在每秒100公尺左右,有時候更可高達每秒200公尺以上。即使與歷年侵襲台灣的強烈颱風相較,近颱風中心處之最大風速亦極少超過每秒80公尺,可見龍捲風之旋轉風力遠大於颱風的風力。

美國原以藤田級數(Fujita Scale)對龍捲風的強度進行分級,由F0到F5共分六級,近年來依龍捲風破壞程度的風速做更精確的分析,在2007年2月以後精進為改良藤田級數(Enchanced Fujita Scale),由EF0到EF5,仍分六級。但在臺灣,中央氣象局並未對龍捲風的強度分級。

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臺灣哪裡較容易發生龍捲風? 

因為龍捲風生命期短,行經的範圍有限,故不容易被觀測,多是依靠民眾的回報、媒體的報導或勘災記錄來確認。依據國內學者近年來的研究,1998 ~2010年臺灣地區發生龍捲的個數(包括陸龍捲、水龍捲及未觸及地面的漏斗雲),較確定的案例有55次,平均每年有4.2例,另外有6個可疑案例,但實際發生的個數可能更多。

龍捲風出現的地點以西南部(臺南、高雄及屏東)地區最多,其次是花、東海域,龍捲風出現在這些區域的機率較高可能與當地地勢相對平坦有關。

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1998~2010年臺灣地區發生龍捲的位置及次數

圖示2、1998~2010年臺灣地區發生龍捲的位置及次數
(
摘自大氣科學期刊第39期,宜蘭南澳水龍捲之分析)

 

 

 

 

哪一個國家龍捲風最多 

龍捲風發生在世界上許多地區,包括美洲、澳洲、歐洲、非洲和亞洲,而發生最頻繁的地方是美國,主要出現在美國中西部大平原,因為西側有從洛磯山脈吹來的乾空氣,南側有墨西哥灣吹來的暖濕空氣,兩股氣流交會,乾冷空氣下沉、暖濕空氣上升,使得該地區大氣非常不穩定,特別有利於龍捲風生成,形成所謂的龍捲風走廊(Tornado alley)。不過這樣的說法其實是過度簡化了,畢竟在該地區在很多相似且極不穩定大氣環境下並未有龍捲風生成。

根據統計資料顯示,美國平均每年發生1200~1300次的龍捲風,雖然在近幾十年偵測龍捲風的技術有很大的改進,但仍有可能被遺漏。

美國由於龍捲風發生頻繁,因此十分重視龍捲風的預報,當雷達資料顯示有「勾狀回波」時,氣象人員便要密切監測並適時發布警報,以提醒民眾做好防護措施。

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  美國平均每年發生龍捲風的次數  
 

圖示3、美國平均每年發生龍捲風的次數

(摘自美國NOAA網站https://www.ncdc.noaa.gov/climate-information)

 

 

 

 

 

龍捲風怎麼形成的 

龍捲風的形成過程十分複雜,基本生成條件必須具有不穩定的空氣擾動和強烈的上升氣流;搭配上適當的水平和垂直風切,使渦漩快速成長生成龍捲風。

 發生龍捲風的環境大致可分為三類:第一類是在快速移動的界面(如鋒面或颮線)環境下,界面前緣的對流胞快速發展過程中會激發龍捲風;第二類的大氣環境是伴隨發展的積雲,積雲的強烈上、下運動使水平的渦漩扭轉成垂直渦旋而形成龍捲風;第三類是伴隨颱風雨帶產生的龍捲風。大部分的龍捲風個案都屬於第一類和第二類,第三類的個案較少。

 不過在很多大氣極不穩定的情況下並未有龍捲風生成,故到目前為止,氣象學家對龍捲風形成的真正原因並未完全了解。

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什麼是颮線 

「颮」唸「ㄆㄠˊ」或「ㄅㄧㄠ」,是強陣風的意思。颮線(squallline)是由多個強烈對流的雷雨胞排列所組成一狹窄線狀的強對流天氣帶,生命期較一般雷雨胞長,通常可維持1224小時,在水平空間上的分布約在200公里左右。

根據過去觀測資料分析,颮線系統上常會出現雷電、暴雨、強風、冰雹、龍捲風等劇烈天氣現象,颮線通過後則會有明顯的冷空氣,使得氣溫突然下降,且風向也會有明顯改變。

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七股雷達回波圖,其中狹窄線狀的強回波帶即為颮線。

圖示7、七股雷達回波圖,其中狹窄線狀的強回波帶即為颮線。

 

 

 

 

颮線怎麼形成的 

在台灣附近颮線大多發生在春季與梅雨季期間,在冷暖季節交替時大氣處於較不穩定的狀態,當暖溼空氣遇上冷乾空氣時,其交界面就可觸發「颮線」的產生。

大部分颮線與鋒面活動有關,主要發生在地面冷鋒前100500公里的暖區內,但有時會在鋒面後方或鋒面鋒上發生,所以有時候颮線與鋒面本身的雨帶是很難區分的。     

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遇到龍捲風該怎麼辦 

發生在臺灣陸地的龍捲風一般維持時間不會太久,民眾若在室外遭遇龍捲風,切勿佇足觀望,應朝遠離龍捲風前進路線的方向迅速逃離;來不及逃離的,宜迅速趴下,但要避免緊鄰大樹、電線杆、結構較差的建築物(如鐵皮屋)等,以免被砸、被壓或觸電。

躲避龍捲風最安全的地方是堅固的建築物內,且最好避開窗戶、門等相對脆弱的地方。     

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臺灣的龍捲風個案 

2007年4月18日 臺南安南

2007年4月18日凌晨2時左右,臺南市安南區民眾在睡夢中被罕見的強風驚醒。翌日中央氣象局派員前往臺南市安南區勘災後發現,災區有鐵皮廠房遭吹垮、招牌及電線桿折斷倒塌、屋頂鐵皮屋掀翻、路樹折斷掉落、鐵捲門遭吹落或受重物撞擊等災情,現場凌亂不堪,受破壞區域呈帶狀分布,最大寬度約20公尺。

台南市安南區現場災害情況照片1

圖示4、台南市安南區現場災害情況照片

 

台南市安南區現場災害情況照片2

圖示5、台南市安南區現場災害情況照片

本局勘災人員與民眾訪談時,有人形容黑夜中,看到遠處天空飄來一大朵像黑色香菇的烏雲;另有人形容當時在屋內聽見類似飛機引擎「嗡、嗡、嗡」之低沉聲響,由遠而近,聲音歷時約兩分鐘,中間並夾雜撞擊聲。

根據本局七股雷達回波圖(圖示6)及徑向速度場顯示(圖示7),2007 年 4 月 17 日晚間至 18 日凌晨有一「颮線」通過台灣,此颮線為東北-西南走向之線狀對流,總長超過 200 公里,由台灣海峽以每小時約 40 公里的速度向東快速接近台灣西半部地區,並在颮線前方觀測到「勾狀回波」(hook echo)及逆時針旋轉之中尺度渦旋,從觀測資料及學理分析,判斷該中尺度渦旋即為龍捲風發展之母雲。

 

2007年4月18日01:59之七股雷達回波圖

圖示6、200741801:59之七股雷達回波圖

 

2007年4月18日01:59之七股雷達徑向速度場圖

圖示7、200741801:59之七股雷達徑向速度場



2011年5月12日 新北新店

2011年5月12日午後1點左右,新北新店地區發生龍捲風,時間大約只持續5~6分鐘,卻造成多部汽車和樹木遭龍捲風捲起。當天午後因鋒面接近,劇烈的對流中激發龍捲風。這個龍捲風罕見的發生在高樓聳立的都會區,且以順時針方向旋轉,反氣旋式的龍捲風個案很少,在美國發生的比例也不超過百分之十,在臺灣也是第一次被記錄到。

2011年5月12日新店龍捲風圖

圖示8、2011年5月12日新店龍捲風(摘自蘋果日報)





2013年6月25日 臺南學甲

2013年6月25日下午6時左右臺南北門學甲一帶有民眾目擊龍捲風現象,有部分民宅受損,中央氣象局派員協同學者、防救災單位及當地公所人員前往通報有災損的民眾住家勘查災情,並相關線索及現場災情追蹤龍捲風可能路徑。

2013年6月25日臺南學甲的龍捲風

圖示9、2013年6月25日臺南學甲的龍捲風 (摘自YouTube)

臺南市學甲區現場災害情況照片-1

圖示10、臺南市學甲區現場災害情況照片-1

臺南市學甲區現場災害情況照片-2

圖示11、臺南市學甲區現場災害情況照片-2

臺南市北門區現場災害情況照片

圖12、臺南市北門區現場災害情況照片 (北門區仁里里里幹事提供)

本個案發生期間臺灣附近並未有較明顯之綜觀系統,但由於西南風較強,臺灣西南部海面陸續對流形成並移入臺灣西南部陸地。個案發生時,最接近之北門雨量站觀測到18時及19時時雨量分別僅有1及1.5毫米,民眾口述龍捲風發生時當地有降雨但並不大。顯示未有顯著降雨的雲系中,卻仍有機會隱藏有破壞性的龍捲風,實為值得記錄的個案。

2013年6月25日14點地面天氣圖

圖示13、2013年6月25日14點地面天氣圖

由七股雷達2.4度仰角的資料,在6月25日下午5點半北門沿海有對流回波逐漸移往內陸,並發展出鉤狀回波,由徑向風場圖亦可看見對應位置的風向有一進一出的分布。

2013年6月25日七股雷達站2.4度仰角回波圖

圖示14、2013年6月25日七股雷達站2.4度仰角回波圖

2013年6月25日七股雷達站2.4度仰角徑向風場圖

圖示15、2013年6月25日七股雷達站2.4度仰角徑向風場圖

由雷達回波垂直剖面在下午6點前後可以看見垂直的鉤狀回波分布。

2013年6月25日17:53七股雷達回波垂直剖面

圖示16、2013年6月25日17:53七股雷達回波垂直剖面

2013年6月25日18:00七股雷達回波垂直剖面

圖示17、2013年6月25日18:00七股雷達回波垂直剖面

2013年6月25日18:08七股雷達回波垂直剖面

圖示18、2013年6月25日18:08七股雷達回波垂直剖面

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上次更新此站台的日期: 2016年03月31日