By OCAdmin in 研究報導 on

本所楊穎堅老師及浮標團隊於2016年成功觀測超級颱風尼伯特，揭露狂暴海象下大氣和海洋間的精細互動過程，研究成果發表在自然期刊系列Nature Communications。

颱風在海上形成後，接下來的命運受衆多大氣及海洋因子的控制，因此完整的海、氣象觀測與我們對海氣交互作用的理解，是數值模式準確預報颱風的關鍵。現今科技下颱風路徑預報已有長足進步，然而強度預報卻仍有很大不確定，主要原因在於茫茫大海裡剛好觀測到海水怎麼跟颱風互動的例子極為稀少，颱風撲向臺灣時，討論要怎麼派船到海上進行觀測、資料怎麼即時餵給預報模式，跟一群老鼠七嘴八舌吵誰去貓脖子上掛鈴鐺一樣，無異於談“不可能的任務”，比較可行的策略是颱風季到來前到海上布放錨碇海氣象浮標，賭(堵)颱風經過。本所浮標團隊自2015年起，獲得本校邁頂計畫有限的經費補助，拆掉海氣象浮標上舊品，換裝自力研發之省電中控與即時資料衛星傳輸系統，連年以此改良版NTU浮標捕捉颱風肆虐下的海氣象變化(照片一)，並在2016年迎戰超級颱風尼伯特，颱風眼接連掃過兩組NTU浮標，而浮標也不負眾望即時傳回精準的海氣象實測數據，成功解析瘋狂海象下，大氣與海洋的互動，可謂小兵立大功。

約莫三、四十年前大家就推論颱風靠吃海洋上層的熱水成長，而吃了有沒有效，則取決於颱風眼經過當地海洋前後僅僅10小時內的關鍵期，即風暴力期(forced period)，但始終苦於沒有實測的大氣與海洋高解析度觀測驗證個中道理，也不確定颱風於海洋取暖後溫暖的洋面是如何變為冷水坑的。此一海氣交互作用過程之謎在2016年被兩組NTU浮標觀測超級颱風尼伯特而一舉揭露，解開了科學家們多年來心中的疑惑。尼伯特颱風眼到來時，海水上層溫度於短短4小時內陡降1.5°C，然颱風強度卻未增減，此現象又令研究團隊相當費解，在研究團隊夜以繼日全面進行數據分析後，發現了限制颱風成長的「吃快弄破碗」機制，原來表層水溫掉下去1.5°C的熱量颱風只吃到一點點，從浮標縮時攝影機拍到史無前例的影像看來，此關鍵的4小時間海面熱水被狂風、巨浪、水花散發到颱風裡，但同時海面以下資料顯示颱風自己又強推表層海水向前加速，上層海流變快了，底下的還渾然不知跟不上，上下層拖拉之間在海水裡翻攪出大大小小的漩渦，底下冰冷的海水於是被迅速推升上來(圖一)，打翻了擺在尼伯特眼前的熱食，破壞了颱風繼續茁壯的機會，成了名符其實的「吃快弄破碗」。這項突破性的研究成果於4月9日登在頂尖國際期刊Nature Communications，此一動力機制將用來改善颱風數值預報模式，朝準確預報颱風邁進一大步!

延伸閱讀

“The role of enhanced velocity shears in rapid ocean cooling during Super Typhoon Nepartak 2016” (http://www.nature.com/articles/s41467-019-09574-3.pdf)

“New data buoys watch typhoons from within the storm” (https://eos.org/project-updates/new-data-buoys-watch-typhoons-from-within-the-storm)

照片一、臺大海洋所浮標團隊2016年於海研一號研究船布放浮標前合影

圖一、探索超級颱風大揭密，一張圖秒懂