結合電腦模擬及預報系統揭開颱風神祕面紗大氣科學系研究團隊--追風計畫深受國際推崇

由臺灣大學大氣科學系主持的颱風重點研究--追風計畫於9月28日在國家科學委員會舉行成果發表會。計畫主持人大氣科學系吳俊傑教授與其研究團隊(林依依、林博雄助理教授)近三年針對「颱風重點研究」於國際學術期刊(SCI)發表12篇論文,深受國際推崇,成功地大幅提昇台灣颱風研究之國際能見度,除為西北太平洋颱風飛機觀測先驅,日本等國亦規劃將於2008年跟進並與我合作進行突破性觀測,屆時東亞地區將具有更完整的颱風飛機觀測網。追風先驅實驗亦成功建置國內使用飛機進行其他特殊天氣/氣候/大氣環境之重要觀測平台,另如:高空閃電(追電計畫)、西南氣流(追雨計畫)及空氣污染與雲物理觀測實驗之平台等。

吳俊傑教授指出,從2002年起,每當颱風可能侵襲或影響台灣周邊時,團隊成員便搭乘租用的噴射機,裝載著最新的科學儀器,飛到颱風上方約13公里高空,釋放大氣偵測探空儀(學名為「投落送」)。這些投落送在張開的拖曳傘協助下,以每秒五公尺的速度緩緩降落,量測大氣風場、溫度及濕度資料,並立即透過無線電訊號及衛星通訊系統,將資訊傳送到飛機上、中央氣象局及世界各國氣象單位之電腦系統中,以便進行即時的颱風分析及電腦模式預測。這項研究結合電腦模擬及預報系統,逐漸揭開了颱風的神祕面紗。

美國一向飽受颶風危害之苦,有鑑於此,近年來投入相當多的研究經費及科學人力進行颶風研究。每當有任何颶風在加勒比海區域活動或靠近美國本土時,隸屬美國國家海洋及大氣研究總署的國家颶風研究中心,便會出動數架不同功能的研究專用飛機直接飛入颱風中及繞行颱風周圍進行觀測,並投擲投落送,以充份掌握颱風的整體結構及其環境動態。他們的研究成果大幅提升我們對於颱風的了解,同時也顯示這些投落送資料可以改進颱風路徑預測的準確度達10-30%。

可惜的是,在浩瀚的西北太平洋海域,也是全球颱風頻率最高、強度最大的地區,並沒有任何颱風偵察飛機的觀測資料。基於颱風對於台灣地區的重大威脅,在國內外學術界及政府單位的通力合作下,於2002年啟動追風計畫,成為全球以偵察飛機觀測西北太平洋颱風的先驅研究團隊。追風科學團隊目前已設計出相當先進的觀測策略:結合四種分別依不同大氣動力假設與統計原理而發展出來的方法(包括「系集散落」、「系集轉換卡門濾波器」、「奇異向量」、及「共軛敏感度」等),以預先評估關鍵的敏感觀測位置,配合飛機航程及航管限制以決定投落送的最適當投落位置。簡而言之,追風計畫巧妙地利用飛機,將控制大氣運作的數學方程式運送到大自然最猛烈的颱風風暴周遭進行檢驗與測試,透過蒐集關鍵敏感區域的資料,一探颱風預測改進的奧祕。追風研究團隊的成果包括除了已經在著名國際學術期刊發表第一篇成果論文,另有三篇正在審查階段。此外,追風團隊於2006年參加美國氣象學會所舉辦之第27屆熱帶氣象與颶風研討會,會中共有8篇追風計畫相關研究成果論文進行發表。