(臺大团队布放海气象浮标。图由 科技部 提供)
在科技部、臺湾大学、气象局等多个单位的支持下，由臺湾大学海洋研究所团队布建的海气象浮标，收集到史上第一回超级颱风中心沿路扫过的海洋浮标观测资料，在此一研究领域里，这是首次完全由臺大团队、本土人才完成并发表在2019年4月《自然通讯》(Nature Communications)的研究成果，研究成果也将被转译成电脑程式语言，植入颱风数值预报模式，朝准确预报颱风迈进一大步。
大约在1970、80年代，科学家即已看出海洋上层的热水可以孕育出颱风，颱风靠着不断吸收海面上的热气茁壮，而暖水层够不够热、热能吸收的效益，则似乎取决于颱风眼经过当地海洋前后仅仅10小时内的关键期 (称为风直接影响期)，但科学家始终苦于没有海洋现场的高解析度观测资料以解析个中道理，也不确定颱风过后温暖的洋面如何变成冷水坑。这个谜团可说被两组浮标一举解密，揭露关键时刻大气和海洋间互动的连续过程。这个重要的跨领域研究成果，不仅展现出基础科学对于人类认识大自然的贡献，也同时是另一个，关键的研究技术与仪器带来突破性创新的例子，对于预警天然灾害、减少国民生命财产损失，产生重要的贡献。
研究团队两组浮标成功纪录了2016年超级颱风「尼伯特」来袭时的资料，显示海水上层温度在颱风眼到来的4小时内陡降1.5°C，但尼伯特的强度却未增减，在夜以继日进行数据分析后，发现了限制颱风成长的机制，原来表层水温减少1.5°C的热量，颱风只吸收了一点点；由装在浮标上的缩时摄影机所拍到史无前例的超级颱风影像和海流仪资料分析，这关键的4小时内，海洋上层的热水虽被狂风、巨浪所激起的水花散到颱风里，但同时颱风本身又强迫表层海水快速向前冲，上层海流变快了，下层海流跟不上，上下层海水拖拉之间在水里捲出无数大大小小的漩涡，底下冰冷的海水反而被迅速翻搅上了水面，热餐顿时成了冷饮，破坏了颱风继续茁壮的机会，成了名符其实的「吃快弄破碗」。自2015年以来，浮标已记录到10个颱风经过时的海气象变化，揭露本限制机制仅是其中一小部分的研究成果。这项「利他」行动的最终目标是要在TOMATO(TOwards Multiple Arrays for Typhoon Observations) 「多平台颱风观测网」计画下，建立西北太平洋海气象浮标和水下滑翔机观测阵列，捕风捉影守护臺湾，未来亦计画跟菲律宾气象单位及大学合作，扩大TOMATO防护网范围。
准确地预报颱风除了靠我们对海气交互作用物理机制的认知，也需要关键的大气和海洋现场观测资料不断地注入电脑数值模式，时时校验、修正预报结果。虽然科技的发展加上大量卫星遥测资料，对于颱风路径的预报已有长足进步，但因对海洋与颱风互动的观测仍相当缺乏，在颱风强度的预报依然面临很大的挑战，尤其如何把握时机在颱风扑台前派研究船到海上「守株待兔」进行观测或布放测量仪器，无异是老鼠给猫挂铃铛，几乎是「不可能的任务」。但若能事先到选定的海域布放锚碇式的浮标去「堵」颱风，用各种先进的探测仪器自动量测大气和海洋的关键性质，并以最快的速度传回陆上的实验室进行预报分析工作，安全又有效。然而，市面上并没有这种能一边准确测量海气性质、一边又能快速回传资料的商品化浮标，即使能够重金购得，也还需要一笔请厂商布放、维护的庞大经费。
为了挑战这个艰难、近乎不可能的任务，臺大海洋所凭藉数十年养成的研究实力辅以海研一号贵仪中心精良的探测技术，2015年 (莫拉克6年后) 由时任所长的魏庆琳教授集合海洋物理专长的教师和电子、机械、锚碇探测和资讯专长的技术人员组成浮标团队，善用来自臺大迈顶计画、科技部和中央气象局挹注的资源和人力，突破技术瓶颈，拆掉海气象浮标上的旧品，换装运用省电科技自力研发之中控系统与即时资料卫星传输，连年由杨颖坚副教授领军于颱风经过最频繁，而现场观测资料最缺乏的西北太平洋海域布放此进阶版浮标，捕捉颱风肆虐下的海气象变化，研究狂风勐浪下的海气交互作用。两组浮标在2016年成功地挺过超级颱风「尼伯特」颱风眼扫过前后的摧残，不负众望地即时传回现场精准的海气象实测数据，帮忙我们解析疯狂海象下，大气与海洋互动的细腻过程，达成此艰鉅任务中的不可能任务，可谓以小搏大立大功。
浮标计画成功的背后，隐含许多值得一提的面向。整个浮标任务从科学目标的拟定、设计、制作、测试、施放到资料分析都是由臺湾本土团队自力完成，以极少的资源获得极大的成果，为科技深耕的优良典范，也代表科技部自然司长期支持海洋研究及贵重仪器中心的具体成果；臺湾大学海洋研究所成立至今五十年，肩负培养海洋科技人才责任，此篇论文的六位作者有五位是毕业自该所的硕博士，显示臺湾已有培养海洋科技高阶人才的能力；海气象浮标的应用涵盖灾防、环保、社教与学术研究，甚至在拓展臺湾国际活动空间层面上都能扮演角色，值得政府相关单位关注与支持。
颱风年年侵袭东亚，威胁海岸地带近10亿人口。2009年中颱「莫拉克」横扫南臺，导致六百多人丧生、超过一千五百亿臺币财损；2013年史上最强超级颱风「海燕」贯穿菲律宾，夺走六千多条人命，造成约六百亿臺币损失。如果当时能更准确预报颱风并及早採取适当防范及避难措施，必能全面减轻灾损。
浮标团队计划将于今年6月前往西北太平洋布放两组浮标再战颱风。颱风、海啸、气候变迁预警防灾不能靠喊口号，决战第一线也不在陆上，让海上浮标成为护卫臺湾的前哨！
延伸阅读
1. “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)
2. “New data buoys watch typhoons from within the storm” (https://eos.org/project-updates/new-data-buoys-watch-typhoons-from-within-the-storm)
(台大海气象浮标。图由 科技部 提供)
(臺大团队布放海气象浮标。图由 科技部 提供)
(尼伯特颱风期间，海气交互作用之示意图。图由 科技部 提供)
公告时间：2019/04/25
新闻来源：https://www.most.gov.tw/folksonomy/detail?subSite=main&article_uid=e94ac8bc-7c77-4f39-90dd-536fbacb358f&menu_id=9aa56881-8df0-4eb6-a5a7-32a2f72826ff&l=CH&utm_source=rss
资讯来源：科技部
【101传媒／整理报导】
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