吳俊傑:就是要揭開颱風的神秘面紗!

2015-11

追風人勇闖颱風眼

吳俊傑:就是要揭開颱風的神秘面紗!

颱風天,當多數人選擇在安全的室內等待颱風過境之際,他卻反其道而行,乘噴射機飛向颱風,透過一次次的數據搜集與分析,讓位於颱風帶的台灣,對颱風的面貌有更多了解與掌握。他是台灣第一位追風人,臺灣大學大氣科學系教授吳俊傑。

文|錢麗安・攝影|許斌

在兩場會議間,我們見到傳說中「追風計畫」的主持人吳俊傑,他看了看窗外的烏雲,輕描淡寫、又像是安慰我們說道,「這是鋒面過境,明後天就放晴,連續假期不至於泡湯。」果不其然,隨著採訪的推進,窗外便淅瀝瀝地下起雨來。

在雨聲中時序往前推至十餘年前,那是納莉及桃芝風災後,國科會有感於地處西北太平洋颱風帶的台灣,每年夏天都必須面臨颱風侵襲的威脅,為了提升颱風研究,更精確的掌握颱風動向,改進分析與預報的準確性以降低災害,遂向科學界廣徵新的颱風重點突破研究計畫。

2003年,吳俊傑啟動亞洲第一個追風計畫——「侵台颱風之飛機偵察及投落送觀測實驗」(Dropwindsonde Observation for Typhoon Surveillance near the Taiwan Region,簡稱:DOTSTAR),在颱風來臨前的1~3天,以飛機拋投大氣偵測探空儀(GPS Dropwindsonde,簡稱:投落送),取得所觀測颱風的結構資料,進而改進颱風的分析、數值模擬與預報。這是台灣首度、也是全球第2個使用載人飛機偵測熱帶氣旋的國家,讓台灣的氣象研究跨入新的里程碑。

 

風中成長  墨西哥追風

「進入大氣科學領域,可能是環境對我的潛移默化吧。」成長於台東的吳俊傑回憶說,小時候每當颱風由台東外海登陸,他便偷偷溜到街上感受颱風的威力,體驗位於颱風眼的奇特寧靜感;加上大學聯考時,因緣際會地進入心目中的第二志願──大氣科學系,開啟他對浩瀚無邊的大氣科學探索。

其中,又以在美國麻省理工學院(MIT)就讀期間參與墨西哥追風計畫,對吳俊傑影響至深。他當時的指導教授,也就是在美國大氣科學領域以前瞻性及開創性知名的伊曼紐(Kerry Emanuel),正著手研究颱風的生成原因,為了驗證所提出的理論,遂於墨西哥外海執行「颶風生成實驗計畫」。當時吳俊傑暫別新婚僅一週的妻子,飛往墨西哥,與世界一流的科學家一起加入研究團隊,在為期兩個月的研究中,不僅讓他實際體驗在颱風眼牆的狂暴風雨下,研究人員搏命研究的精神,更學到許多科學、技術面的寶貴經驗,埋下日後在台灣推動追風計畫的種子。

繼2003年開啟的追風計畫後,吳俊傑於2008年首度與聯合國世界氣象組織進行「T-PARC」國際研究,結合美國、日本、德國與台灣的大氣科學家,在西北太平洋展開亞洲第一個國際追風實驗,針對颱風最頻繁及強烈的西北太平洋地區進行更精準、詳實的颱風觀測與分析。2010年,更將此一實驗擴及至海洋的觀測,將研究與世界接軌,並將研究資料在第一時間傳送至全世界分享。

 

在研究會議中,吳俊傑與學生一起討論颱風生成與發展的各種可能。

在研究會議中,吳俊傑與學生一起討論颱風生成與發展的各種可能。

迎風搏命 揭開颱風神秘面紗

「從事科學研究具有不確定性,10次實驗有7~8次成功就很開心,不能保證10次都是完美。」吳俊傑說,特別是追風計畫,安全永遠是最大考量,因此除了嚴格地執行飛安檢查,也需事前規畫擬定最佳路線,並與飛行員做充分溝通,避免進入風險過高的區域,以確保人員的安全。吳俊傑回憶在2008年T-PARC實驗計畫中,追風的最後一個颱風是「薔蜜」,研究團隊搶在颱風登陸前與美國空軍C-130飛機共同執行最後的觀測任務,當最後一架次在強風下降落台中清泉崗機場時,整個機身是呈傾斜狀態,飛機的一輪先著地,另一輪才降落,過程有些驚悚。

「飛與不飛有很多考量,安全固然第一,但若希望有利於研究突破,就必須探測較多的觀測個案,所累積的資料才具有統計代表意義及學術價值。」吳俊傑說。從2003年至2013年,他與追風團隊總共觀測了65個颱風個案,讓美國國家數值預報模式2~3天的颱風路徑預報準確度提升約20%。而就在追風計畫滿10年之際,吳俊傑也正式將追風計畫的標準作業程序(SOP)移轉至中央氣象局。

「很多計畫不一定要永遠親自領軍,傳承更重要,況且科學家必須不斷開創新的研究。」吳俊傑說,目前正著手進行兩個新的研究計畫:科技部的卓越領航研究計畫,著眼於了解颱風的強度變化,以及雙眼牆的形成與演變動力;此外,他也在美國海軍研究院贊助下,進行「颱風與海洋的交互作用」研究計畫,「因為颱風多在海面生成,這個計畫希望藉由探討颱風與海洋的互動、研究颱風如何影響海洋、海洋如何回饋颱風,讓我們對颱風能有更全面、深入的了解。」

 

化冷門為熱門  找出自己的志趣

吳俊傑說,大氣科學是地球科學的一支,也是近百年來始發展出來的嶄新專業,並與人類生活緊密相關。「從大氣到海洋、地質等,都有專業科學基礎在裡面,極需優秀人才去探索。」例如,劇烈風暴是怎麼形成的,該如何改進對氣候的分析、模擬及預報,氣候變遷是人為造成的,還是自然的擺盪或變異,乃至於現在大家最耳熟能詳的PM2.5(細懸浮微粒)的環境議題等,都要透過科學的方法去分析與檢驗。

「我常鼓勵年輕人,不要滿足於待在自己的舒適圈(Comfort zone),應勇於接受挑戰並願意吃苦耐勞。」吳俊傑說,不論是追風或是其他領域的研究開創,過程中不免有很多困難與挑戰,有時在當下也無法預知將來用不用得上,學習的東西倘若能夠深入內化,所累積的點點滴滴總會在需要的時候自然湧現。「一如當年我不想被『熱門科系』來定義我的人生,因此轉而追尋、開創出自己的未來。」

大氣偵測探空儀(GPS Dropwindsonde)簡稱:「投落送」,為一筒柱狀的感應器。當飛機飛到1萬3千公尺高度時,將投落送經由壓力管拋出機艙,在降落的20分鐘過程中,感應器會收集颱風周遭的溫度、氣壓、溼度等重要大氣數據,並經由衛星通訊將數據傳送到地面控制中心,以幫助科學家了解暴風的垂直結構。每次任務平均拋投15~25枚投落送,每一枚造價約4萬台幣。

大氣偵測探空儀(GPS Dropwindsonde)簡稱:「投落送」,為一筒柱狀的感應器。當飛機飛到1萬3千公尺高度時,將投落送經由壓力管拋出機艙,在降落的20分鐘過程中,感應器會收集颱風周遭的溫度、氣壓、溼度等重要大氣數據,並經由衛星通訊將數據傳送到地面控制中心,以幫助科學家了解暴風的垂直結構。每次任務平均拋投15~25枚投落送,每一枚造價約4萬台幣。

吳俊傑

美國麻省理工學院地球、大氣及行星科學系博士。現為臺灣大學大氣科學系特聘教授,第一位與科技部(原國科會)及中央氣象局共同推動「追風計畫」主持人。