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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)。
本研究使用2006/1/1至2019/12/31共計168個月的QPE整點時雨量資料,且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
2006-2019全臺重大土砂災例分布圖
2006-2019
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2006-2019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,結果顯示僅有10%的重大土砂災例發生時之EAR低於200mm, 25%的災例發生時之EAR低於350mm,45%的災例發生時之EAR低於500mm,而EAR達1000mm時則已涵蓋8成之重大土災例。 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。
2006-2019全臺年度最大有效累積雨量分布圖
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
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)
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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