氣候變遷影響颱風?跨越六百年的歷史氣候資料,重建熱帶氣旋史譜

發表者 SPEC科學推展中心

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撰稿 / 沙珮琦(科推中心特約編輯)

審訂 / 林冠慧所長(國立臺灣師範大學永續管理與環境教育研究所)


  對於生在臺灣的我們來說,熱帶氣旋(Tropical Cyclones,俗稱颱風)並不陌生,而在全球暖化的背景下,颱風發生的頻率、強度、季節性與路徑的變化,成為當代氣候科學的重要研究課題。
  近年來,許多氣候模式預測在暖化下熱帶氣旋的發生頻率有減少的趨勢,出現的時間與強度也隨之變化。然而,要判斷颱風的變化在人為暖化下的變異特徵,並確認其和人為暖化的關聯性,最大的挑戰來自於現代觀測資料的時間尺度太短,讓研究者難以辨認近年的變化究竟是自然變異的一環?抑或是暖化造成的結果?
  現代的衛星觀測資料始於1979年,距今不過約50年;再往前追溯,全球颶風最佳路徑分析資料(IBTrACS) 自1840年代蒐集至今,亦不到200年。颱風在更長時間尺度下的自然變化,對我們而言始終成謎。
  為了解開這個謎團,臺灣師範大學永續管理與環境教育研究所所長林冠慧副教授與中研院環境變遷研究中心通信研究員王寳貫院士、國立清華大學永續學院曾琬鈴助理教授、中研院環境變遷研究中心人為氣候變遷專題中心榮退執行長許晃雄特聘研究員等人合作,推動古颱風重建研究,爾後與美國伊利諾大學厄巴納-香檳分校Gan Zhang等國際學者合作,運用豐富的歷史文獻資料庫,成功重建了明清以來的東亞熱帶氣旋史,系列成果獲刊《美國國家科學院院刊》(PNAS)與《自然》夥伴期刊《npj Climate and Atmospheric Science》。


沒有衛星的年代,從古籍中找答案
  在沒有氣候衛星的時間線中,該如何尋找颱風的線索呢?這時候,就得從古籍中尋找答案。研究團隊從2014年所建置的「歷史氣候資料庫」(REACHES),系統性整理中國歷代史書、地方志等資料,從中辨識並編碼出與颱風相關的紀載,像是「颶風大作」、「颶風飈發」、「狂颶作」、「「颶風湧潮」等關鍵字,而後比對日期與地理位置,一步步重建出氣象事件。

  為了提高數據準確性,團隊不僅保留具有明確日期、發生點位、詳細資料描述的事件,還特別制定了嚴格的整合規定,將特定時間與空間範圍內的紀錄,歸納為同一事件,以防同一場颱風在不同官方紀錄中被重複計算。另一方面,明末清初時,耶穌會傳教士引入了西洋天文學概念,促使政府進行曆法改革,大幅提升了日曆的準確性,十分有利團隊進行後續分析。

  研究人員將文獻重建的結果與早期儀器觀測紀錄進行比對,並同時考量氣候重建資料,整理出1368年1911年,長達544年的熱帶氣旋活動紀錄;而後再結合IBTrACS的數據,將時間表向後拓展到2020年,最終成功完成了一份長達653年的西北太平洋熱帶氣旋年表。

 

氣候變冷颱風變少?文獻內容打破既有認知
  關於氣候與颱風數量的關係,過去學界有推測認為「大環境氣候變冷會抑制颱風生成」。然而,研究團隊檢視重建的歷史資料後,卻發現了截然不同的趨勢。

  1645至1715年被稱為「蒙德極小期」(Maunder Minimum),這段時間太陽黑子的活動減弱、總太陽輻射下降,北半球陸地氣溫普遍偏低,若依照既有假說,此階段的颱風數量應會大幅減少。然而,團隊卻發現:西北太平洋熱帶氣旋登陸中國的高峰期,竟恰恰出現在1650至1680年間。綜觀1500到2020年,平均每年登陸的颱風數量約為2.74個,而1650至1680年間,卻大幅增加到4.32個,呈現出明顯的差別。

  不過,為什麼陸地降溫,熱帶氣旋卻反而變多了呢?團隊分析發現,當時西太平洋的海面溫度異常偏高,這種海陸溫差變大的狀況,可能進一步增強了夏季季風環流的動力強度,為熱帶氣旋提供了更好的生成條件,使其變得更加活躍。另一方面,這期間華南的夏季颱風明顯減少、秋季颱風大幅增加,也顯示出當時的大氣環流型態與現代並不相同。


全球暖化使得颱風數量改變?似乎還沒有脫離歷史基線

  解答完熱帶氣旋數量的歷史變化,團隊轉而將眼光放在近年來時有爭論的「颱風季節偏移」議題。透過比較1776至1850年「前工業化時期」,以及1946~2020年「現代」的颱風登陸日期,研究團隊發現,現代的颱風登陸時間,平均僅比歷史基線提前了1天左右,以統計學來說,並未達到顯著的水準。

  此外,如果將1946~2020這75年間的資料放進600多年的歷史年表中進行比對,可以發現目前的颱風變化趨勢,其實並沒有超出前工業化時代自然波動的範圍。換句話說,即便近年可能觀察到颱風季節微幅變化,我們仍無法斷定必然跟人為造成的全球暖化有關,僅能在氣候歸因上定義為「尚無法確定」(Uncertain)。

  那麼,颱風的登陸時間究竟跟什麼因素比較相關呢?研究團隊利用古氣候再分析資料(ModE-RA)發現,無論是在工業化之前或是現代,颱風登陸時間延後,似乎都跟類似「反聖嬰」現象(La Niña-like)的海溫模式--東亞及西北太平洋海溫偏高、印尼地區降水增多、中太平洋降水減少--息息相關,顯示出自然氣候系統對於颱風季節具有關鍵影響。

  這系列結合了歷史文獻、氣候模式和古氣候分析的跨領域研究,不僅提供了嶄新的視角,也讓我們得以重新評估人為暖化因素下的氣候特徵,在長期地球系統氣候變化下的特徵值與意義,有助於提升我們對於未來氣候變化的理解,並能更精準的進行氣候風險評估與制定相關調適策略。


參考文獻
[1] Zhang, G., Lin, K.E., Fu, D. et al. Contextualizing contemporary seasonality variations in East Asian tropical cyclone landfalls with a multi-century historical baseline. npj Clim Atmos Sci 9, 119 (2026). https://doi.org/10.1038/s41612-026-01354-3
[2] K.E. Lin, W. Tseng, Y. Lin, C. Lee, Y. Lin, H. Hsu, & P. Wang, Intensified tropical cyclone activity in East Asia during the Maunder (solar) Minimum, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 122 (52) e2419759122, https://doi.org/10.1073/pnas.2419759122 (2025).

 

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