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EAR MAX (年度最大有效累積雨量) 分布

研究背景
中央氣象局QPESUMS系統自2005年7月正式啟用,每10分鐘提供空間解析度約 1.3 km×1.3 km 的網格式雷達降雨估計資料 (Quantitative precipitation estimation, QPE),本研究以QPE網格作為有效累積雨量之處理單元,其中臺灣本島部分計有21,000個網格。 相較於傳統地面雨量站,QPE空間解析度較高,近年來已廣泛應用於輔助風、水災及土石流警戒發布等(陳振宇等,2019;詹錢登、王志賢,2016)。
為反映降雨期間土壤含水量變化及前期降雨之影響,本研究採用逐時折減之有效累積雨量(Effective Accumulated Rainfall, EAR(陳振宇等,2017))計算公式,作為降雨期間土壤含水量變化指標; 此法具有不需考慮雨場之起點與終點,且計算快速,適合大量網格運算之優點。 逐時折減之有效累積雨量計算公式
其中It 為目前的時雨量,EARt-1 為1小時前的有效累積雨量。

各年度EARMAX
分布意義
目前氣象單位針對雨量之空間分布多以繪製不同延時(如1小時、24小時等)之累積雨量圖來表示, 無法反應全年度各地區土壤含水量峰值分布情形, 因此不易呈現與比較各年度間整體降雨致災的風險,亦未考慮前期降雨對土砂災害發生之影響。 若使用有效累積雨量(EAR)作為降雨期間之土壤含水量指標, 並將每一個QPE網格取其年度最大有效累積雨量
(Annual 𝐸𝐴𝑅 𝑚𝑎𝑥)繪製成圖,即可初步呈現該年度各地降雨致災之風險。
Annual EARMAX
計算方式
逐時計算每個QPE網格之EAR值,並取該網格年度最大EAR值,稱為Annual EARMAX ,據以繪製出各年度最大有效累積雨量分布圖。 此外,為配合氣象局對於豪雨之定義,製圖時分別以200mm(豪雨)、350mm(大豪雨)、500mm(超大豪雨)、1000mm、2000mm作為不同級距標準。



重大土砂災例與雨量級距關係
2005-2020全臺重大土砂災例分布圖
2005-2021
全臺重大土砂災例分布圖

各QPE網格之年度最大有效累積雨量級距
如將2005-2021年之重大土砂災例發生時之EAR值以韋伯法進行排序後繪製成圖,有90%的重大土砂災例發生於EAR大於120 mm時; 當EAR達超大豪雨500 mm時,重大土砂災例之累積發生機率為61%,而當EAR達現行土石流警戒基準值最高範圍650 mm時, 則有75%重大土砂災例已發生。故將各QPE網格之年度最大有效累積雨量以此雨量級距繪製成圖,即可快速掌握當年度降雨致災之風險趨勢。


研究結果
全臺尺度年度最大有效累積雨量分布圖
以全臺尺度繪製年度最大有效累積雨量分布圖,可比較各年度降雨致災風險程度及致災雨量發生區域。同時,隨著觀測資料逐年增加,亦可對各QPE網格評估出其降雨耐災程度,並配合如工程點位及災例資料等,進行後續加值分析。
2005-2021全臺年度最大有效累積雨量分布圖
2006年效累積雨量分布圖
2005年
2007年效累積雨量分布圖
2007年
2010年效累積雨量分布圖
2010年
2011年效累積雨量分布圖
2011年
2012年效累積雨量分布圖
2012年
2013年效累積雨量分布圖
2013年
2014年效累積雨量分布圖
2014年
2015年效累積雨量分布圖
2015年
2018年效累積雨量分布圖
2018年
2019年效累積雨量分布圖
2019年
2020年效累積雨量分布圖
2020年
2021年效累積雨量分布圖
2021年
更多資訊
若想進一步了解各網格時間各年度之EAR MAX,
可前往水保局巨量空間資訊系統(Big GIS)進行相關資料檢視
水保局巨量空間資訊系統(Big GIS) Ear Max 操作教學
參考資料
  • 陳振宇、陳均維、陳國威、林詠喬 (2019),坡地降雨致災熱區警戒模式,中華水土保持學報,50(1),1-10。(Chen, C.Y., Chen, J.W., Chen, K.W., Lin, Y.C. (2019). “Warning Model for Predicting the Risk Zones of Rainfall-Induced Slopeland Disasters.” Journal of Chinese Soil and Water Conservation, 50(1), 1-10. (in Chinese))
  • 陳振宇、劉維則、許家祥 (2017),使用 QPESUMS 雨量資料建立崩塌災害預警模式,中華水土保持學報,48(1),44-55。(Chen, C.Y., Liou, W.Z., and Hsu, C.H. (2017). “A rainfall-based warning model for predicting landslides using qpesums rainfall data.” Journal of Chinese Soil and Water Conservation, 48(1), 44-55. (in Chinese))
  • 詹錢登、王志賢 (2016),105 年土石流警戒基準值檢討與更新,期末報告,行政院農業委員會水土保持局編印。(Jan, C.D., and Wang, C.H. (2016). “The modification and review of the debris-flow warning criteria.” final report, Soil and Water Conservation Bureau, Nantou, Taiwan. (in Chinese))
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