經分析後發現反聖嬰期間副高的強度較強，副高脊西緣往西延伸到東經125度附近(圖5c)，聖嬰年的平均副高強度則較弱，副高脊西緣落在東經135度附近(圖5b)，與長期氣候平均的位置差不多(圖5a)。所以反聖嬰年通常有較多的颱風經過台灣，如表2所示，TT表示經過台灣的颱風，約佔反聖嬰年颱風總數的42%；聖嬰年則是北轉的颱風較多，以NT標示，約佔48%。

2020年是台灣56年來最嚴重的乾旱，梅雨季短且沒有颱風登陸，同時2020年也是個反聖嬰年。令人困擾的地方來了，為什麼2020年明明是反聖嬰年颱風卻沒有登陸？這是因為還有其他氣候因子也會影響副高強度，根據前人的研究，海洋大陸(約印尼群島一帶)及印度洋的海表面溫度如果偏高，會引發局部地區的南北向環流。我們檢視了2020年海洋大陸一帶的海表面溫度(圖9左)及垂直速度(圖9右)，的確看到有較暖的海表面溫度及上升運動(負值)。空氣上升到對流層頂後往高緯度移動，並在台灣東方海面下沉，所以可以看到一條下沉區(正值)，這個下沉區會加強副高的強度，使2020年的副高特別強，西緣處格外西伸(圖6左)，因此造成許多颱風路徑偏南從台灣南方通過。

總而言之，會影響副高強度因子除了聖嬰現象，還有其他氣候現象。而會影響颱風路徑的因子，除了副高也還有夏季季風的環流、中緯度的低壓槽等。包含了很多不同的時間及空間尺度，不同因子間會有交互作用，可能還有一些未知的因子存在，因此地球大氣是個相當複雜的系統，值得深入研究。

(原文刊載於台灣網路科教館 No.61-06科學研習期刊 全文連結)

臺灣位在歐亞大陸與太平洋交界處，緯度不高卻有相當多種天氣系統隨著季節變換出現並影響臺灣。若根據帶來降雨的天氣系統區分季節，東亞地區大致上可以分為五個季節（圖1），春季（2/15~5/15）、梅雨季（5/16~7/24）、夏季（或颱風季，7/25~9/27）、秋季（9/28~12/1）與冬季（12/2~隔年2/14）。在這五個季節中，臺灣只有夏季不會受到鋒面影響，秋季到隔年春季都會出現冷鋒，梅雨季則是滯留鋒為主。伴隨著鋒面而來的降水，也成為臺灣非常重要的水資源之一。

圖1. 台北氣象站氣候平均日雨量（毫米），使用1998~2020的日雨量平均（藍色長條圖），紅色曲線為5天滑動平均。以黑色虛線劃分東亞地區的五個自然季節。

隨著全球平均氣溫升高，降雨型態變得更加極端，鋒面活動的變動則是造成降雨型態改變的其中一個因素。如果想知道這些與鋒面相關的降雨會怎麼變化，就必須先找出鋒面出現的頻率與地理位置可能有什麼改變。這樣講起來好像很簡單，但其實在分析上相當具有挑戰性。暖化後的情況，目前只能依靠氣候模式來模擬，但是鋒面是狹長形的結構，寬度約6公里到80公里左右。現在大多數的氣候模式網格都大於鋒面寬度，難以解析出精確的鋒面位置與強度。雖然我們無法精確地模擬每一道鋒面，但是依然可以在現有資源下，討論鋒面的氣候特徵，並做有限度的未來推估。如果能知道未來可能的變化趨勢及不確定性，對水資源管理及相關的災害應變都會有幫助，尤其是需要長期規劃的政策擬定，可以為此提供一些初步的參考依據。(原文刊載自台灣網路科教館 No.60-05科學研習期刊 全文連結)

致謝

本研究與中央研究院環境變遷研究中心許晃雄教授及陳英婷小姐合作完成（Wang et al.2021）。 圖一資料由大氣水文研究資料庫提供（https://dbar.pccu.edu.tw/），文化大學大氣科學系郭韋辰先生協助製圖。

[2017/11/21] 發表於臉書

介紹過Brandes 畫的第一張天氣圖後，如果大家也去讀了weather map 這個條目，就會發現這個條目裡並沒有提到 Brandes曾畫出天氣圖，反而說是英國科學家Francis Galton於1861年發明的，這樣講其實也沒有錯，因為Francis Galton 於1861年畫的是「即時」的天氣圖，Brandes畫的則是hindcast(後報)。

事實上在Galton之前，約1850年，一位英國海軍中將Robert FitzRoy（後來成為英國氣象局長），就開始試著在一些軍艦上裝置氣象儀器來收集資料，並利用這些資料繪製海象圖，他發現每當氣壓下降時，天氣就會開始轉壞。到了1859年，FitzRoy已經在英國建立了大約15個氣象站，並設定好固定的觀測時間，再利用電報機把資料傳回來（難怪人家可以當局長，我們只能當小編）。在1860年時，FitzRoy開始嘗試發佈風暴警告(storm warning)，其實他原本只針對劇烈天氣作預報，不過在1861年，於「泰晤士報」上刊登了第一次的天氣預報後，例行性的天氣預報就變成了常態，當時並沒有畫天氣圖，只有一些文字敘述。

我們來看看他們當時提供的天氣資訊有什麼（圖一）。由左欄開始是預報的城市、海平面氣壓(B)、溫度(E)、濕球溫度(M)、風向(D)、風級大小(F)、雲量(C)、天氣概況(I)、海面概況(S)。讓人覺得相當厲害的是當時已經知道要把氣壓修正到海平面，也考慮了溫度每上升10 F，會讓氣壓上升 0.03吋汞柱，因此還把氣壓根據海面溫度32 F也做了修正。

圖一、由左欄開始：預報的城市、海平面氣壓(B)、溫度(E)、濕球溫度(M)、風向(D)、風級大小(F)、雲量(C)、天氣概況(I)、海面概況(S)

FitzRoy登在報上的預報馬上引起了Francis Galton的注意，Galton 覺得，如果可以收集到更多觀測資料，應該可以預報得更精確，因此他從1861年10月開始先想辦法統一歐洲各地的觀測時間，還要解決資料測量誤差及搞定收集資料的流程，在這個過程中他還順便發現了反氣旋，anti-cyclone 這個字就是他發明的，看起來1861年他應該已經畫出天氣圖了，只是不知道為什麼沒有馬上公開發表，也許是因為刊登技術上有困難，後來他為了讓天氣圖能夠登在報上，改良了當時用來複製圖片的縮放儀（看連結動畫比較容易理解）。

最後，Galton 在1875年4/1 愚人節當天在「泰晤士報」上刊登了第一張在當時算是非常即時的天氣圖(圖的時間是1875/3/31)，圖上標有氣壓變化的趨勢（虛線）、氣溫（數字）及風向（箭頭）還有簡單的天氣狀況描述（文字）。

從世界上第一張天氣圖，到第一張「即時」天氣圖，中間隔了60年，經歷了氣象儀器的改良、觀測時間的統一、克服資料傳輸的困難、製圖技術的改善等。回顧過這段歷史後，有沒有覺得天氣預報真是不簡單阿！

參考資料

http://www.galtoninstitute.org.uk/sir-francis-galton/meterology-and-heredity/

https://en.wikipedia.org/wiki/Weather_map#History

[2017/11/17] 發布於臉書

天氣圖的製作在氣象史上具有相當重要的指標意義，世界上第一張天氣圖的作者是德國物理學家Heinrich Wilhelm Brandes。根據 Brandes 和他的好朋友Gilbert （同為德國物理學家）之間的書信記錄，這張天氣圖製作的年份大約在1816~1820之間。

Brandes, H. W. . (1819). Einige Resultate aus der Witterungs-Geschichte des Jahres 1783, und Bitte um Nachrichten aus jener Zeit; aus einem Schreiben des Professor Brandes an Gilbert. Annalen der Physik. 61. 421-426.

（中譯：一些跟1783年的歷史天氣有關的結果及那段期間索取資料的紀錄，來自Brandes教授給Gilbert的信）

歐洲在18世紀末到19世紀初經歷了幾年又冷又濕的冬天，促使 Brandes 對天氣狀況開始感到興趣，他想知道在這些寒冬發生前及發生後，是否有什麼不尋常的事？

在1803年，當他在得知天文學家Horner 將要環遊世界的計畫後，馬上請求Horner在行程中幫他收集氣象資料並帶回歐洲，他想比較看看同一個時間，遠地的天氣狀況有什麼差異。1815年年底印尼的Tambora火山噴發，造成1816年的歐洲一整個夏天都非常寒冷，被稱為「沒有夏天的一年」，這個事件激發了他製作天氣圖的想法。

由於當時沒有電報機可以傳送即時觀測資料（註：電報系統大約在十九世紀中發明），Brandes 是根據當時德國氣象單位於1781~1792年之間累積的約40個測站的紀錄，選取部分資料畫出1783年3月的天氣狀況，為什麼特別挑1783年？可能是因為1783年冰島也發生了一次火山爆發，引起了當時許多氣象學家的注意，因此留下較多的觀測記錄可以給他參考。也可能是因為當時的德國氣象學會剛好非常活躍，可以提供較多的觀測資料給他。

這是人類歷史上首次以綜觀尺度展現天氣狀態。我們來看一下 Brandes 當年畫的圖：

空心的小圈圈應該就是測站，實線是等壓線，數字是相較於平均氣壓場的距平，可以看到有個低壓中心位在英吉利海峽上。箭頭是風向量，風向呈現逆時針轉並偏向低壓中心，感覺沒有什麼大不了的嗎？

這在當時可是個大發現呢！隨後他便根據這些資料提出了相關的理論來解釋氣壓場與風場之間的關係。所以，天氣圖有沒有非常重要？它讓人類對天氣系統的認知由自身周圍的觀測與感受，擴展到綜觀尺度甚至更廣更遠的區域，對未來建立綜觀天氣研究功不可沒！

順帶一提，Brandes 當時也已經知曉英國氣象學家Luke Howard（雲的命名之父）發明的雲狀編碼，但不知道為什麼他的天氣圖中都尚未採用，也許是因為他自己心裡有另一套編碼吧。