
夏天,風生水起的季節,也是颱風獵人最忙碌的時刻。
陽光熾熱,照得海水暖洋洋的。風從海洋獲得能量,加強對流,又進一步增強風速,從海上汲取更多能量,再加強對流……慢慢地,對流越來越強,越來越強,終致推動形成逆時針旋轉的強烈氣旋──颱風。所有航空器紛紛走避,唯有一架噴射機,從台中清泉崗機場起飛,迎面直衝而去。
科技斥候,深入險境刺探敵情
迎面追風而來的噴射機,要不在凌晨五點起飛,要不就半夜十一點回航;飛行中有時遇上雷擊,有時被冰雹砸,緊急時還得在暴風圈籠罩的機場降落。機艙裡載著颱風獵人,一批冒險深入前線刺探敵情的科技斥候。面對飛行過程顛簸不安,這群人內心做何感想?如何面對內心恐懼,與家人擔憂生死的壓力?「說實在早就沒有感覺,畢竟我從學生時代就開始飛了。真要說壓力,現在最大的壓力是責任,是民眾對氣象預報高度期待帶來的壓力。」台灣最資深的颱風獵人吳俊傑回答。
早在1991年吳俊傑就在墨西哥外海穿越颱風眼。他是現任台灣大學大氣科學系系主任,也是國科會和中央氣象局共同支持的「追風計畫」主持人,從2003年起開始帶領團隊飛到可能侵台颱風上方約13公里高空,觀測颱風周遭大氣環境。今年8月,莫拉克颱風釀成巨災,輿論撻伐氣象局預報不準的聲浪不斷;期間「追風計畫人員表示莫拉克是虛胖颱風」的不實報導,也讓團隊遭受波及。
「虛胖颱風」其實是傳媒自行創造的名詞,再套用追風計畫名義做出的聳動新聞標題。承受了巨大壓力,吳俊傑除了簡短發文澄清,只輕描淡寫表示「做對的事,小誤解還好。」但中央氣象局預報中心主任吳德榮選擇提前退休一事,他難掩不捨,認為氣象局屢次在天災過後變成「代罪羔羊」。


採訪撰文/張碧慧
圖片提供/吳俊傑


氣象預報準不準?
吳俊傑解釋,氣象預報不準乃因「科學有其侷限。」氣象預報是將觀測到的大氣、海洋資料,放進電腦的動力方程式進行運算。經費考量,絕不可能舖天蓋地蒐集所有的資料,尤其海洋上的資料更是不易取得。再者,以電腦進行模擬,首先必須將大氣空間切成許多小格,也就是所謂的網格點;但觀測資料不論在水平或垂直的分布都不均勻,不盡然能與電腦中的網格對應,因此需要藉由適當的數學方法才能將觀測資料放到網格點進行運算。此外,為求預報時效,使用的數學方法不能太過繁雜,網格點的大小也必然受到限制,更須適當簡化模擬所需的動力方程式,以縮短運算時間。另方面,這些預報的動力方程式對初始資料十分敏感,些微的初始誤差會隨著反覆的運算而成長,再加上大氣是一個極度複雜的系統,科學家對某些物理過程的了解仍不足。如此,氣象預報當然存在科學誤差。
以颱風路徑預報為例,目前所有國家在颱風來襲24小時前的預測,平均誤差約100公里。換句話說,預報和實際登陸地點差距好幾個縣市,在科學上誠屬合理;有些縣市依照預報白放了一天颱風假,有些照常上班上課卻遇上強風豪雨,在科學上亦不得不然。「而100公里還只是平均值」,吳俊傑指出,如果某次運氣好,預報誤差只有50公里,合理推論另一次預報或許就「運氣不好」,誤差可能達150公里。
颱風走哪裡 雨就降哪裡
降雨更是氣象預報的終極挑戰。莫拉克颱風帶來的暴雨重創南台灣,颱風期間氣象局7次上修累積雨量遭受抨擊。事實上,降雨預報本來就必須根據最新數據隨時修正,台灣更是極少數敢於提供降雨預測的國家,目前全球的降雨預報平均命中率也只有0.2∼0.3 。(當預報A 區域降雨,實際降在B 區域,而AB 兩區的重疊範圍是C,則降雨預報準確率是C/(A+B - C)。)
影響降雨的因素極其複雜,即便颱風路徑相同,搭配不同地形或外圍大氣環境,降雨區域也未必相同。賀伯颱風、桃芝颱風,颱風走哪裡,雨就降哪裡。卡玫基颱風和莫拉克颱風則不然,颱風走北部,雨降中南部;且卡玫基豪雨主要降在中部都會區,莫拉克豪雨集中降在中南部山區。
大氣是難以套用公式的混沌系統,故而天有不測風雲,人有旦夕禍福。在台灣,每年因風災造成的損失平均超過170億元。就像生命無常需要購買人身保險一樣,吳俊傑認為面對颱風也應該有風險管理的觀念。寧可過度準備,事前投資精進氣象預報實力,天災來襲才能減少萬一。



投資氣象預報的回收不容小覷。在台灣,多放一天颱風假的經濟影響將近百億台幣。而美國,颶風路徑預報誤差只要減少1英里(約1.6公里),警報區域的撤離成本就能降低100萬美金。
那麼,降低1.6公里預報誤差,困難嗎?過去30多年來,氣象預報利用雷達、衛星、飛機觀測等,將蒐集來的大氣資料同化到電腦模式做運算;將颱風來襲前24小時的路徑預測,從1970年代平均誤差300公里,
大幅降低到今天的100公里。換言之,30多年來誤差值降低達66%,平均每年約改進2%。然而,吳俊傑提醒,即便未來維持每年2% 的改進速率,真正能縮減的誤差公里數換算後「也越來越有限了。」這與民眾的期待顯然背道而馳。隨著突破歷史紀錄的異常氣候不斷發生,面對一次又一次無法保住身家財產的威脅,民眾對氣象預報的要求越來越簡單,就是零誤差。在這種高度期待壓力下,吳俊傑表示追風計畫未來會持續著重「策略觀測」進行研究。
找出敏感位置,集中火力標靶觀測
策略觀測又叫「標靶觀測」。醫療上的標靶治療,直接對準癌細胞攻擊,而不像傳統化療散彈打鳥連正常細胞一併殺死。「標靶觀測」道理相同。
侵襲台灣的颱風,主要發生在觀測資料稀少的海洋,追風計畫利用飛機飛到海面繞行颱風,投擲「投落送」(dropwindsonde,大氣偵測探空儀)蒐集大氣資料,再傳送到氣象局電腦進行運算。而投落送的投擲位置如果無關緊要,投再多都沒用,找出真正影響颱風路徑的「敏感位置」進行標靶觀測,才是省錢又能發揮效果的關鍵。追風團隊可以計算得知,颱風會沿著太平洋高壓帶的邊緣移動,因此,颱風暴風圈靠近高壓帶邊緣的位置,就是一種敏感位置。
敏感位置的氣流變化相對較大。每當可能侵台颱風生成,颱風獵人就要登上噴射機,到一個凡民航機都避之唯恐不及的敏感位置實地進行觀測。吳俊傑表示,在美國,這種工作有政府全職專業研究與技術人員負責;在台灣,要求具氣象專長的公務員冒這種險有實質困難,目前只能仰賴學術界。
學術界何以甘冒大不險?除追求科學突破外,不為其它,研究成果只要能降低數十公里的路徑預報誤差,不知能節省多少防災救災成本,保全多少幸福家庭。
追風計畫
追風計畫全名為侵台颱風之飛機偵察及投落送觀測實驗。此計畫利用噴射機搭載投落送(大氣偵測探空儀),以每架次5~6小時時間飛到颱風周圍約13公里高度投擲,以取得颱風周圍關鍵區域的大氣資料,包括溫度、溼度、氣壓以及風速等。即時傳入中央氣象局及世界各國氣象單位的電腦系統後,可協助預測颱風路徑及周圍結構。
從2003年的杜鵑到今年的莫拉克、芭瑪颱風,追風計畫已針對34個颱風完成42航次的飛機偵察及投落送觀測任務。至2004年底為止,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小時前颱風路徑預測準確度達20%。

吳俊傑教授簡介
台灣大學大氣科學系特聘教授兼系主任,國科會和中央氣象局共同執行之「追風計畫」主持人。主要研究領域涵蓋颱風動力(路徑、強度、降雨、位渦診斷、颱風與海洋、地形的交互作用等)、策略性觀測及數值模擬與同化。有關追風計畫詳細內容,請參考追風計畫專屬網站:
http://typhoon.as.ntu.edu.tw/DOTSTAR/tw/intro/intro.php