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莫安娜X海氣象浮標-颱風,海上風暴

已更新:2020年12月29日

撰文編輯/#吳亞芸



莫安娜為了一族的未來,獨自一人勇敢出航,前往未知的大海尋找神秘的傳說……不過天氣怎麼說變就變?明明一片雲都沒有,天氣看起來不錯啊,怎麼突然就翻起大浪?遠方電閃雷鳴,風暴轟隆隆逼近,對航海新手來說簡直是噩夢!


這場可怕的海上風暴,到底從哪裡冒出來的?


熱帶風暴根據其起源地有不同稱呼,就跟原產地標籤一樣,產自北大西洋、北太平洋中部和東北太平洋,稱為「颶風」;源於西北太平洋,稱為「颱風」;出自南太平洋和印度洋,則稱為「旋風」。


熱帶海洋上,太陽直射海面,海水溫度高,容易蒸發成水蒸氣散佈在空中,讓海面上的空氣溫度高、濕度大、密度減小、壓力降低。比空氣輕的水蒸氣持續往上升,周圍的空氣就會補進來,又因「科氏力」的作用,形成一邊前進、一邊旋轉的熱帶低氣壓。


本就對流旺盛的熱帶低氣壓,遇上季風與信風這兩劑「長高藥」,就開始蹭蹭地長大。海面處的空氣向低壓中心聚集,更迫使空氣上升,增強對流作用──也就是造成「輻合作用」──這時熱帶低氣壓的漩渦內外壓力差加大,空氣流入更快,風速越加大,當接近地面的最大風速達到約每小時61.9公里以上時,我們常說的「輕颱」就形成了,這就是一個風暴的誕生。


狂風豪雨+滔天大浪=沒有人想待在那種地方!


強風、豪雨急速將莫安娜吞進去,大浪一巴掌拍暈莫安娜,海洋說翻臉就翻臉,莫安娜向大海怎麼求救都沒有用,這時的海洋正忙著與颱風你來我往,哪有空管其他的事情。海上除了莫安娜飄搖的小船之外,根本沒有其他的生物願意冒頭出來找罪受。


……等等!海上載浮載沉的那個是什麼?難、難道又是那隻笨雞憨憨?喔不不不,原來是海上浮標啊!



三十多年前,科學家就推論出海洋上層的熱水能夠孕育颱風,而且颱風的成長黃金期就在於颱風眼經過海洋的前後十小時(風直接影響期),但一直沒辦法取得確切的現場觀測資料,也無法確認在颱風經過後,溫暖的海水面怎麼變冷的。颱風與海洋交互的第一手資料對於「颱風強度預報」非常關鍵,能知道這個颱風到底是風大、還是雨大,如果能夠準確預測颱風強度的話,就能夠做出適當的應變措施。


但想要現場實際測量海水跟颱風之間的互動很難啊,如果要讓研究人員上,除非是像毛伊一樣的半神人才可能全身而退。不過大家還是超想知道的啦~那該怎麼辦?於是科學家就想到,可以先一步在海上佈放「錨碇海氣象浮標」,守株待「颱風」,賭颱風會不會從正上方經過。


超級颱風與海水明爭暗鬥大戲,海氣象浮標成功見到偶像啦


有賭到颱風了嗎?還真的『堵』到了一個大的!臺灣大學海洋研究所的浮標團隊,以自力研發的改良版NTU浮標,於2016年的時候堵到超級颱風「尼伯特(Nepartak)」。當時颱風眼接連掃過兩組NTU浮標,而浮標也即時回傳現場精準的海氣象實測數據,這是學界首次蒐集到颱風眼的海氣象資料。


臺大海研所的浮標團隊自2015年組建以來,利用有限的資源與人力,將海氣象浮標上的舊品拆除,換裝自力研發的省電中控與即時資料衛星傳輸系統,可以觀測海面上的氣溫、氣壓、風速及風向;海面下的溫度、鹽度、流速及流向等等許多的環境參數,在颱風經過時都能夠測得並且即時回傳資料。


超級強颱尼伯特不偏不倚的通過了兩組NTU浮標所在處,獲得史上第一份颱風眼海氣象資料,讓浮標終於能近距離觀察到颱風與海水演對手戲,也解開了颱風過境後海水如何變冷的謎團。


颱風尼伯特:「吃熱的才會長高。」海水:「多吃點,吃快點(冷笑)」


尼伯特跟海水之間的這場大戲,能夠演到讓大海渾然忘我的把莫安娜丟在海上不管……到底是在演什麼呢?想必很精彩。


在尼伯特襲來時,海水上層的溫度在颱風眼到來前的4小時內突然降了1.5°C,但颱風強度卻沒什麼變化,這很奇怪啊,通常颱風都會吸收熱量來壯大自己,但如果颱風也沒有把這些熱量吃掉,那麼是去哪了?


經過研究團隊分析數據後,發現颱風在這4小時內實際只吸收到一點點熱量。這關鍵4小時間,海面熱水會借由狂風巨浪跟水花散發進颱風裡,但尼伯特帶來的狂風太過猛烈,上層海水被狂風帶著快速向前衝,下層海流卻跟不上速度,上下層海流間就會因為流速不同而捲起大大小小的漩渦,這時就會把底下冰冷的海水攪上來。冷熱水一混合,上層熱水不熱,颱風反而失去繼續長大的機會。所謂的「吃快弄破碗」,這一齣戲的精髓就在這裡!


不畏艱辛記錄電閃雷鳴的交鋒,只為給你最精準的颱風預報


這個讓全世界驚豔的浮標任務,從頭到尾完全是由臺灣團隊自力完成,克服許多困難,讓海氣象浮標能挺過強颱摧殘。自2015年來,NTU浮標已經紀錄到10個颱風過境時的海氣象變化,雖不復當初首映會的激動,但每一次的上映都會有不一樣的發現。


行動的最終目的是要在「多平台颱風觀測網」TOMATO (TOwards Multiple Arrays for Typhoon Observations)計畫下,結合海氣象浮標和其他觀測儀器,建立西北太平洋的颱風觀測陣列,以守護台灣。


劇終,颱風與大海平靜謝幕,觀眾掌聲如雷。後方,海氣象浮標扶了扶帽沿、抖落身上的灰塵,與研究團隊一起英雄式凱旋而歸,靜待下一次任務到來!



※ 本文劇情相關內容純屬虛構。文章僅作學術用途,未經許可請勿轉載。

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