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話雪山風起雲湧─雪山高山氣象特性
作者:林博雄、魏聰輝


緣起

臺灣是個多山的島嶼,山地的面積多達三分之二,但是山區的氣象卻少有人關注,一直到近幾年,國人開始重視休閒遊憩,野外踏青的活動增加,出門前總會事前了解目的地的氣象,以便準備啟程前的攜帶物品。三千公尺以上的高山,也只有登山者才會關心,但是臺灣地區高於海拔2,000 m以上氣象站數目只有8站;三千公尺以上的氣象站,以前只有隸屬於中央氣象局的玉山氣象站和合歡山氣象站,由行政院農業委員會特有生物中心所設立的小風口氣象站,則在2005年5月才設立。這種數量相較於平地測站,實在的少的可憐;而且觀測的項目大多只有氣溫、日照時數、降雨量、風向與風速,難以探究山區氣象的整體全貌。有鑒於高山生態系的珍稀性,卻缺乏氣象環境的背景資料;雪霸國家公園管理處遂委由國立中興大學在2009年成立研究團隊,進行各項領域整合調查,由國立臺灣大學擔任氣象環境因子的調查與研究。

雪山高山氣象站

研究地點位於雪山主峰稜線;雪山主峰線從武陵蜿蜒而上,隨海拔遞升而遞變為溫帶針闊葉林、亞寒帶針葉林;是臺灣研究高山生態系重要的區域之一。為了解雪山高山氣象隨海拔變化特性,在2009年9月24日設置了四處氣象站,分別是圈谷氣象站、黑森林氣象站、三六九氣象站及枯坡頂氣象站。四站的設置地點之立地條件詳見表1、相關地理位置如圖1所示,各站站名與代碼、施行觀測之要素及感應器、裝設高度或埋設深度等資料詳如表2。
 

「雪山地區高山生態系整合調查氣象站位置圖」的圖片

圖1-1、雪山地區高山生態系整合調查氣象站位置圖。底圖來源:Google Earth 。

「雪山地區高山生態系整合調查氣象站站址地理因素表」的圖片

表1-1、雪山地區高山生態系整合調查氣象站站址地理因素表。

「雪山地區高山生態系整合調查樣區氣象參數觀測項目表」的圖片

表2、雪山地區高山生態系整合調查樣區氣象參數觀測項目表。


高山氣象特性

一、氣溫

氣溫隨海拔高度而遞減是眾所周知的知識,此種結果已有大量研究指出一般的乾絕熱遞減率為每一百公尺下降攝氏0.6度,但不是很均勻的下降,通常隨離海距離及月份會有所差異。圖2給出實際變化情形,哭坡頂站與三六九站遞減率為一百公尺下降攝氏0.83度、三六九站與黑森林站遞減率為一百公尺下降攝氏0.8度、黑森林站與圈谷站遞減率為一百公尺下降攝氏0.2度,顯示隨海拔越高而遞減率越小。
 

「雪山地區平均氣溫隨海拔變化情形」的圖片

圖2、雪山地區平均氣溫隨海拔變化情形。


低溫是雪山高山生態系的氣溫特徵,圈谷氣象站的最低溫在2010年曾達到攝氏零下11.0度(2010年1月3日)、低於或等於攝氏零下10度的日數亦有兩日,分別為2010年1月4日的攝氏零下10.3度、2010年1月13日的攝氏零下10.0度,自2009年12月26日~2010年1月14日,連續20日均溫低於攝氏0度,至2010年終雪日為止,低於或等於攝氏0度之日數合計為46日;2011年僅2011年2月2日出現攝氏零下11.1度低溫,至2011年終雪日為止,低於或等於攝氏0度之日數合計為79日,資料顯示2011年之冬季期日多於2010年之冬季期日。此種持續低溫現象,將孕育出獨特的生態系。

二、相對低濕

臺灣為亞熱帶之海島,平均相對濕度很高,一般而言都在80%左右,中部地區的分布情形在平地平均為80%,山區平均為85%。雪山地區的相對濕度並未完全符合,由統計資料顯示以三六九站的平均相對濕度64.8%最低、圈谷站為69.9%、哭坡頂站為77.4、黑森林站已提高至74.7%;山區與海岸線的距離是一個影響因子,日人吉野正敏就曾指出,日本國內高海拔地區通常距離海岸線較遠,所觀測獲得的相對濕度相對較低,吉野認為影響相對濕度高低的影響程度,與海岸線的距離是比海拔高度的影響較為深遠;低相對濕度對於生態系的當推亦於引發森林火災,尤其是臺灣的山區具有在同地區重複發生林火的特性,位處林火跡地三六九山莊周遭環境,極易因不慎而發生林火。

三、強風

臺灣三千公尺以上的山脈風向以西風為主,風速平均約在每秒8公尺(每小時30公里)~11公尺(每小時40公里),相當於三級風。但冬季風速增強時可達每秒28公尺(每小時100公里)~33公尺(每小時120)公里,相當六級風速,由於山區地形崎嶇,氣流通過兩個以上山谷間,往往會形成更強勁的風速,一般稱為「風口」。圈谷站極端風速的強度極為強大,由圖1-7中了解2010年1月3日 22:30極端風速每秒高達31.6 公尺。

四、積雪

雪同時具有正面和負面的經濟價值,經常降雪的地區,它是詩人作詩的靈感來源,耶誕節時分宗教上不可缺少的獨特象徵,冬季裝飾的基礎,水利和農業工程上水源供給的重要來源,對農夫而言,則是預防土壤凍結的隔離材料。另一方面,雪確實攪亂了幾乎所有人的正常作息,而必須因之而調整,公路安全維護上的障礙,洪水預報上一個難以預期的因素,結構工程體、森林經營、家庭、財產、動物生命的額外負擔。

臺灣島雖位處亞熱帶,只有3,000公尺以上高海拔地區每年會有機會降雪,海拔3,000公尺以下地區,除南投縣合歡山一帶,係面對太平洋的迎風面特殊地形因素,每年的降雪事件,均吸引生活於亞熱帶地區的國人上山賞雪,交通因此而為之阻塞。雪山圈谷地區為蘭陽溪上游集水區,以大尺度的觀點,屬於面對太平洋的迎風面,當東北季風期間,來自大陸冷氣團侵襲期間,如果水氣條件充足,即可為本地區帶來降雪。

2009年裝設觀測儀器之後,歷經了兩年的雪季,自從設站後,共遭逢71場降雪事件(以日統計值作為判斷依據),分別為2010年(2009年12月至2010年4月)計34場降雪(詳見表1-7),2011年(2010年12月至2011年4月)計37場降雪。

2010年降雪僅止於黑森林,初雪始於2009年12月7日為2010年,積雪持續至2010年3月13日全部融解,其後又於4月29日又降下一場終雪;降雪、積雪日數達90日,最高積雪高度為2010年2月19日的51.0 公分,34場降雪總積雪高度為100.6 公分。

2011年初雪始於2010年12月11日,終雪止於2011年4月3日;2010年12月26日降雪之雪訊已到達海拔3,000公尺(哭坡頂氣象站)山區;圈谷站之降雪日數為37日、積雪日數達102日,最高積雪高度為2010年12月16日的50.5 公分,37場降雪總積雪高度為110.1 公分。
 

「屹立於積雪中的圈谷氣象站」的圖片

照片1、屹立於積雪中的圈谷氣象站 (拍攝日期:2010年12月27日,拍攝人:張譯心)。


結語


相較於低海拔地區,高山地區的生物社會所存在的棲地,相對的嚴苛;高山地區的生物社會受到迥異於低海拔地區,而不適於生長與發育之環境因素的綜合影響;這些環境因素有低溫(包括氣溫、土溫)、低濕、強風、積雪等。這些特殊的環境因素,就有待觀測儀器盡職得屹立在風雨飄搖中,隨著時間的進程,忠實的寫下歷史。
 

 

撰稿日期:2012.1
 

 

 
最後更新日期:2016-05-30 資料負責單位:保育研究課
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