最新成果摘要
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月起三年內提供相當經費,進行由台大大氣科學系吳俊傑教授所主持的「颱風重點研究」,(National Priority Typhoon Research)。首要研究項目是以「全球衛星定位式投落送」(GPS Dropwindsonde)進行飛機觀測,名為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 (DOTSTAR)),又名追風計畫。追風計畫是一跨部會、臺美兩國跨國合作、並由我國研究人員主導的國際研究計畫(由我本人為計劃主持人,以及台灣大學大氣科學系林博雄教授與中央氣象局葉天降博士為共同主持人),並與美國國家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)等共同合作。此計畫使台灣 在國際颱風研究領域中進入新的里程碑,扮演西北太平洋及東亞地區颱風研究的領導角色。
此計畫將使用ASTRA飛機與機載垂直大氣探空系統(AVAPS)設備,以每架約五小時時間直接飛到颱風周圍43000英呎的高度投擲投落送,以取得颱風周圍關鍵區域的大氣環境資料:溫度、溼度、氣壓以及風速等,所取得的資料會即時傳送至中央氣象局、NCEP、FNMOC以及JMA,並同化至CWB、NECP(AVN/GFDL)、FNMOC(NOGAPS/COAMPS/GFDN)、UKMET以及JMA等模式中。以期對於颱風分析與路徑預報上提供可貴的資料;增進對颱風動力,特別是邊界層的了解(Wu et al. 2005, BAMS)。其成果更可作為我國及各國未來擬定飛機觀測策略的重大指標,亦有助於推動策略性颱風觀測(targeted observation)。
民國92年9月至今,追風計畫已針對杜鵑、米勒、妮妲、康森、敏督利、梅姬、艾利、米雷、納坦、南瑪都、海棠、馬莎、珊瑚、卡努、龍王、碧利斯、凱米、寶發、桑美、珊珊、帕布、聖帕、韋帕、柯羅莎、風神、卡玫基、鳳凰、如麗、辛樂克、哈格比、薔蜜、蓮花、莫拉克、芭瑪及盧碧等35個颱風完成45航次之飛機偵察及投落送觀測任務,總計在颱風上空飛行239小時、並成功投擲751枚投落送,其中如麗、辛樂克、哈格比、薔蜜等4個颱風並與日、德的 Falcon、美國的 P3、C130 等飛機聯合觀測。在觀測的同時,這些寶貴的投落送資料皆即時進入中央氣象局及世界各國氣象單位之電腦預測系統中,協助預測颱風路徑及分析其周圍結構,如暴風半徑(對放颱風假與否具關鍵性影響)。到民國93年底為止,針對追風計畫所得資料的評估結果顯示,投落送資料平均可以改進美國氣象局、美國海軍及日本氣象廳全球電腦模式24~72小時颱風路徑預測準確度達20%。另一方面,投落送也已被成功用來驗證及校正衛星與雷達等遙測資料,藉此提升遙測颱風參數的可信度。追風研究團隊也已經在學術期刊發表成果論文(Wu et al. 2007a, Wea. Fcsting)。
追風計畫研究團隊每一次的觀測飛行路徑都會參考國際上各家模式所輸出的敏感區位置,其中包括:
- NCEP全球系集預報模式的深層平均風向量(Aberson 2003)
- 系集變換卡爾曼濾波器(Majumdar et al. 2002)
- NOGAPS奇異向量(Peng and Reynolds 2006)
而近期研究團隊也研發出新的敏感區定義方法:MM5共軛模式敏感駛流向量(Adjoint-Derived Sensitivity Steering Vector, ADSSV)並於國際期刊發表獲得肯定(Wu et al. 2007b, JAS)。而此方法除了應用在追風計畫外也被NOAA HRD的颱風觀測任務所採用。Chou and Wu(2008, MWR)也提出結合投落送資料與虛擬渦漩之更佳方法。
由國科會所推動的追風計畫,目前的進展相當成功;其中,第一期計畫已經在民國94年7月結束,而第二期追風計畫(民國94至97年),在中央氣象局與國科會的合作支持下,也正持續推動。同時,我們也參與國際大型觀測計畫THORPEX/PARC,在2008年與日本(TH08)、美國等國,共同進行觀測實驗。追風計畫研究團隊一方面期望能對國內科技、民生與防災有重大貢獻,另一方面,則希望做出具突破性的研究成果,並在國際學術研究領域佔有一席之地。