中華民國內政部建築研究所中華民國內政部建築研究所

台灣位於西北太平洋颱風活躍區，颱風所帶來的豪雨和強風往往對台灣帶來重大的災害損失，因此設計結構物強度時必須考量當地強風的發生機率和設計風速。目前台灣各地所使用的基本設計風速是以中央氣象局所屬24個氣象測站1947∼1991年間，所發生的128個侵台颱風最大十分鐘平均風速為樣本；利用甘保機率函數求得50年重現期，轉換成平坦開闊地況、離地面高度10 m之風速，各縣市鄉鎮再利用附近氣象測站內插而得。但這24個測站分佈的密度不夠，苗栗、彰化、雲林縣沒有地面測站提供長期、可靠的風速資料，桃園唯一的新屋站2013年才啟用。當颱風的樣本數不足時，計算出的設計風速其正確性令人存疑，因此有必要予以修正。本研究採用蒙地卡羅模式(Monte Carlo method)模擬颱風路徑、中心氣壓、風速和風向，擴展颱風風速之樣本數。
本研究先利用統計分析美軍聯合警報中心1970~2016年之北太平洋上颱風的生成位置、移動速度、方向角、中心氣壓，找出其與經緯度之關係；再使用颱風中心氣壓差與風速之間的參數化模式及蒙地卡羅模式來模擬侵台颱風之移動路徑、中心氣壓及風速，並使用邊界層流模式來計算近地表之風速、風向。中央山脈地形對颱風中心氣壓的影響則以一個指數衰減函數方式來模擬，模擬之地表風速並與中央氣象局沿海測站之颱風風速比對，有不錯的結果。再用模式模擬13230場在北太平洋的颱風路徑，其中有2259場侵台颱風，利用統計分析和甘保機率函數模擬這2259場侵台颱風的最大風速。並與1961~2017年間歷史颱風風速計算得之設計風速比較，最後再利用模擬風速直接計算台灣無測站地區各鄉鎮的強風發生機率和基本設計風速，提出新的設計風速建議值，全台的設計風速介於34 ~ 58 m/s，風速級距為2.0 m/s。

Taiwan is located in the tracks of most Northwest Pacific typhoons. The strong winds and heavy rains cause severe property damages to Taiwan. Hence, the simulation of the land-falling typhoons is essential to the risk assessment of the wind-related hazards in Taiwan. This study developed a Monte Carlo model to simulate the tracks and wind fields of the land-falling typhoons. The Monte Carlo model is based on the historical data of typhoons in the Northern Pacific Ocean between 1970~2016, collected by the Joint Typhoon Warming Center (JTWC) of the U.S. The wind fields of typhoons were simulated by a parametric model of Holland (1980). The effects of the Central Mountain on the strength of typhoons were modeled by an exponential decay function. The simulated paths and wind speeds compare favorably with the observed results of typhoons collected by the Central Weather Bureau (CWB) of Taiwan. Then the simulated wind speeds of 2259 land-falling typhoons were used to calculate the probability of extreme wind speeds and the basic design wind speeds in different areas of Taiwan for the Buildings Code of Wind Loads.