台大團隊海上浮標小兵立大功,可更精準預測颱風強度

作者 | 發布日期 2019 年 04 月 25 日 15:56 | 分類 尖端科技 , 環境科學 , 自然科學 follow us in feedly


我們有大量衛星遙測資料可以預測颱風路徑,但在颱風強度的預報上仍有待精進,直到如今終於有了突破。台大研究團隊於太平洋海上放置的兩個浮標,在 2016 收集了超級颱風「尼伯特」來襲時的超完整資料,分析數據後發現許多海象變化指標,以及限制颱風成長的機制,未來有機會成為強颱預警第一道防線。

過去,科學家已經知道海洋上層較熱的水可孕育出颱風,颱風靠著不斷吸收海面上的熱氣而成長茁壯。而颱風經過的海域表面溫度會在幾天內急遽下降,然而,科學家其實沒有足夠多的海洋現場高解析度觀測資料,不確定颱風過後溫暖的洋面如何轉變成冷水坑,也說不清這類海象變化與颱風的正負關聯性。

現在,由台大海洋研究所所長魏慶琳教授、海洋研究所楊穎堅副教授領導的團隊,終於揭露颱風關鍵時刻大氣與海洋互動的連續過程,就靠兩個自組裝的超低成本海氣象浮標(一個約新台幣 50~150 萬元,做個比較:美國一個浮標通常 200 萬美元起跳)!

團隊將兩組浮標放在生出最多強颱、但海上觀測站數量也最少的西北太平洋海域,並且相當幸運直擊了 2016 年超級颱風「尼伯特」來襲,獲得超詳細第一手資料。研究人員發現,海水上層溫度在颱風眼到來的 4 小時內陡降 1.5℃,但尼伯特颱風的強度沒有減弱,也沒有持續增加。

再根據浮標上的縮時攝影機和海流儀資料分析,研究人員指出,原來表層水溫雖然減少 1.5℃,但颱風其實只吸收到一點點熱量。這關鍵 4 小時內,海洋上層熱水雖被狂風快速推動導致上層海流變快,然而下層海流並沒有跟上,以至於上下層海水快速混合(如下圖),底下冰冷的海水被迅速翻攪上來,使表面溫度驟降,靠吸收熱氣茁壯的颱風因而失去繼續茁壯的機會。

這項研究增加了我們對海氣交互作用的物理機制認知,過去科學家對於海洋與颱風互動的觀測資料仍相當缺乏,導致颱風強度的預報準確度面臨巨大挑戰,然而現在,我們可以事先到選定的海域布放錨碇式浮標「堵」颱風,用各種先進探測儀器量測大氣和海洋的關鍵互動,以最快的速度(每小時更新)傳回陸上實驗室進行預報分析工作,安全且有效。

今年 6 月,台大團隊將再次搭著海研一號出海,前往西北太平洋布放兩組浮標再戰颱風,不如讓我們看看今年的颱風強度預報是否較往年還要精準。團隊新論文發表在《自然通訊》(Nature Communications)期刊。

▲ 右一為台大海洋研究所楊穎堅副教授。

▲ 浮標準備放置。

▲ 浮標回收作業長達數小時,研究人員持續工作至深夜。

▲ 今年 6 月,台大團隊將再次出航放置兩組浮標,成為預測颱風的生力軍。此為 2016 年舊景。

(圖片來源:台大團隊提供)