「颱風重點研究」特別報導

侵台颱風之飛機偵察及投落送觀測實驗

Dropsonde Observation for Typhoon Surveillance near the TAiwan Region (DOTSTAR)

文/吳俊傑(本校大氣系教授)

歷年來颱風屢屢造成台灣地區重大災害，颱風研究的重要性不容小覷。國科會於2002年8月起預計三年內提供共約九千萬經費，進行由台灣大學大氣科學系吳俊傑教授主持的「颱風重點研究」，此研究可望增進學界對於颱風動力理論的瞭解，提高颱風路徑的預報準確度，並將台灣在國際颱風研究領域中帶入新的里程碑，扮演西北太平洋及東亞地區颱風研究的領導角色。使用「全球衛星定位式投落送」(GPS Dropsonde)進行飛機觀測是「颱風重點研究」的首要研究項目，是一跨部會、跨國合作、並由我國研究人員主導的國際研究計畫。此計畫由台灣大學吳俊傑教授主持、台灣大學林博雄教授與中央氣象局葉天降主任為共同主持人，國內有國科會、台灣大學、中央氣象局、漢翔航空公司、民用航空局、中央大學、文化大學等單位合作，國外與美國海洋大氣總署所屬颶風研究中心(NOAA/HRD)、國家環境預報中心(NCEP)、地球物理流體動力實驗室(GFDL)、美國國家大氣科學研究中心(NCAR) 、美國麻省理工學院(MIT)等校、美日共設的國際太平洋研究中心(IPRC) 、美國海軍、日本氣象廳氣象研究所(JMA/MRI)合作交流。過去二十年來，美國持續針對大西洋海域可能影響美國本土及加勒比海地區的颶風，使用投落送進行飛機穿越偵察及環境偵察任務。評估顯示加入投落送的觀測資料平均可將24至72小時的路徑預報誤差降低10 - 30％，但結果隨不同年度、不同颶風個案、不同電腦（數值）模式而有差異。此研究乃是西北太平洋地區近十六年來，首次以飛機及投落送偵察颱風環境結構的觀測實驗，成果可作為我國及各國未來擬定飛機觀測策略的重大指標，亦有助推動策略性颱風觀測、提昇資料同化研究能力，因此也可謂颱風基礎及預報研究的火車頭先驅實驗。此研究計畫針對60至24小時內可能侵襲台灣的颱風設計飛行偵察路徑，租用漢翔航空公司飛航測試處的ASTRA飛機與機載垂直大氣探空系統(AVAPS)設備，以每架次五小時時間直接飛到颱風周圍42000英呎的高度投擲投落送，取得颱風周圍關鍵區域的大氣環境資料，能夠作為颱風預報的參考。並且透過模擬模式探討影響颱風路徑的氣象因子，如溫度、濕度、風速風向的時空動態，形成高效率的機動颱風觀測模式，另配合學術界與中央氣象局資料同化能力的提昇，評估投落送觀測資料對於侵台颱風預報準確度的助益，以及未來飛機投落送在國內作業化的可行性與必要性。本研究計畫已於民國92年5月23日、6月13日在台灣東部外海進行兩次試飛投擲投落送和電腦模式套用測試，6月24日也在琉球和菲律賓飛航情報區進行測試，圓滿達成第一階段的計畫目標。參與計畫的漢翔航空公司將ASTRA飛機觀測平台及投落送設備建置完成，中央氣象局將飛機投落送觀測資料導入中央氣象局的各種天氣分析與預報模式，研究團隊已完成觀測系統（飛機、航管、通訊、投落送、機上資料分析、航路規劃決策）及資料分析同化系統（資料接收、即時分析、同化、模擬、協助颱風預報、資料影響評估研究）的建置，民用航空局航管組提供飛行計劃及飛航管制協助，適航驗證中心進行ASTRA飛機改裝認證。本研究是完全由國內研究人員主導的前瞻性國際研究計畫，台灣大學大氣科學系、中央氣象局與美國海洋大氣總署(NOAA)颶風研究中心(HRD)正在擬訂跨國學術合作與技術交流備忘錄，國內研究團隊亦曾派員觀摩美國颶風研究中心Gulfstream-Ⅳ飛機偵察觀測過程。本研究也將與美國海軍今年將恢復的穿越颱風偵察任務合作、資料共享，以獲得最佳的觀測成效。本計畫即將於民國92年和民國93年颱風季節，分別進行36小時、7至8架次的侵台颱風個案觀測。針對60～24小時內可能侵襲台灣的颱風，配合全球每日格林威治時間12點的大氣探空觀測，在台北時間下午5：30至晚上10：30進行飛機環境偵察觀測，每架次飛行5小時，每200公里、或約15至20分鐘投擲1枚投落送，一架次約可投落15至20枚投落送，必要時同一颱風可連續兩天共進行兩次觀測。本研究已準備就緒，今年夏季起將執行實際的颱風觀測任務，期望為颱風研究和預報領域帶來關鍵性突破，颱風相關學界與作業界皆拭目以待。　　　＊＊＊＊＊＊＊＊