用氣象科技 讓臺灣獲國際敬重!

臺灣氣象多變,不僅有年平均 2,500 釐米的高降雨量,每年平均 3 到 4 個颱風襲臺,更是常常造成人民生命財產的損失。面對瞬息萬變的天氣型態,中央氣象局氣象科技研究中心洪景山主任分享,近年來氣象局透過資訊科技應用,將長期累積的氣象資料以創新技術進行數據分析,提供更準確的氣象預測,甚至協助產業因應氣候變遷及早轉型,達到長期防災和減災的成果!

 

璨樹颱風紅外線衛星雲圖。(圖/中央氣象局提供)

 

 

臺灣氣象科研成果享譽全球 數據不藏私受國際敬重

 

由於臺灣國際地位特殊,無法加入聯合國轄下的國際氣象大家庭「國際氣象組織」(World Meteorological Organization:WMO),獲得來自各國提供的公開氣象資訊。但臺灣位於颱風、地震頻繁的西北太平洋地區,又有獲得氣象資訊以供預報防災的必要需求。如何獲取即時的氣象資訊,有賴於我國自立建置的基礎偵測設施,投入資源發展技術提升蒐集數據的能力。在氣象局長期努力下,累積的成果不但方便了民眾的生活,更因不藏私與世界共享資訊,讓臺灣受到國際氣象機構的敬重。

 

氣象局科技研究中心 洪景山主任。(圖/蕭長展攝)

 

 

關於氣象基礎建設,洪景山主任表示,氣象局長期以來投入很大的成本在佈建臺灣的觀測系統,其中包括地面觀測站、施放氣象氣球的探空站、雷達站、偵測水文數據的浮標,還有觀察大氣中甲烷、二氧化碳等微量氣體的氣候背景站。但無論如何建置,仍然會遭遇各種難以克服的瓶頸及問題,讓資訊的取得受到限制。

 

洪主任指出,目前屬於氣象局的觀測站大約 500 座,加上水利署、地方政府等建置的站台,數量高達上千座。他說,這些站台建立之後,除了要安排人力定期紀錄數據,後續維持器材正常運作的成本更是驚人,這些都必須是投入建置時就要預先思考的。而因為臺灣多山,有很多地方是「你看得到,但連猴子都爬不上去」的陡峭地勢,即時有辦法安裝也會面臨定期前往紀錄數據的困難。對於盡力而為還是難以克服的困難,運用科技就成了必要的解方。其中,氣象衛星成為各國倚重的重要工具。

 

以現有的衛星技術,洪主任說明,常見的一種是高空攝影,但這就好比我們用一個人的照片來判斷他的健康狀況,像是被拍攝的人如果看得出黑眼圈,或許能判斷他睡眠狀況不好,但像是高血壓、心臟病這類難以從外觀判定的疾病,攝影技術就失去效用。所以,後來就有另一種衛星,概念類似於斷層掃描,是透過在軌道上運行時,偵測紀錄地表反射的光或雲層中的水氣,分析大氣或地表動態透露的氣象訊息。

 

臺灣自主研發、發射部署的福衛三號、福衛七號衛星,則跟上述兩種技術不同,屬於目前最先進的 GPS 衛星。洪主任以 2019 年升空、延續福衛三號衛星任務的福衛七號為例說明,我們的衛星搭載了全球衛星導航系統無線電訊號接收器,以此偵測其周遭其他國家衛星的訊號,藉由紀錄比對和其他國家相對位置的差異,判斷他國衛星在運行偵測時因引力產生的,進而推導出大氣壓力、溫度和濕度等大氣參數,用於天氣預報和氣候觀測。

 

 

福爾摩沙衛星七號軌道展示圖。(圖/中央氣象局提供)

 

 

洪主任進一步指出,每一顆衛星都有其特定任務,而臺灣的福衛系列衛星是作為氣象偵測,因此,當福衛七號在太空偵測,所有資料都會回傳氣象局的福衛七號資料中心做後續分析及應用。在國際氣象資訊分享上,臺灣氣象衛星以先進技術取得的精確數據,更是公開提供國際各機構使用,造福了國際社會。譬如,為歐洲各國提供服務的「歐洲中期天氣預報中心」(ECMWF),自從接收到福衛三號提供的資訊開始,「預報能力直接跳升一個層級」,而以過去的經驗,那是技術和資源累積10年才可能達到的成果。

 

因為臺灣在氣象科研的努力、以及不藏私地與國際分享,相對於部分外國私人企業運用類似技術,將屬於全人類共享的氣象資訊用來向各國兜售盈利,洪主任指出,「對臺灣發展福衛衛星、分享氣象資訊,國際上是相當尊敬的」。

 

 

從天氣人民保母走向社會溝通 盼民眾有感「不是天氣好而是剛剛好」

 

氣象局對於氣象資訊的蒐集,從基礎設施到科技研發層面,投注相當多的心血,現在獲得各界的讚許。但這其中,也曾經歷過艱辛的轉型過程與組織心態調適。

 

福衛七號衛星觀測說明。(圖/蕭長展攝)

 

洪主任以過去氣象局過去最常遭受批評的颱風預報為例,由於每個階段能掌握的技術程度不同,過去常因技術層面因素,對民眾預報的颱風登陸地點可能會因為 30 公里的預報誤差,遭到民眾抱怨。他認為,氣象局從中反思獲得的經驗是,應該更審慎地轉譯氣象資訊呈現的可能結果, 讓民眾更能從氣象局預報中獲得實用但不至感受落差太大的資訊。而這也牽涉到,氣象局改變了以往的心態,擴大跟民間的合作及溝通。

 

洪主任指出,對於民眾來說,氣象局最重要的角色就是做好預報工作。雖然氣象局希望無論是在預報工作、還有跟各項民生領域相關的氣象工作如淹水、土石流、空汙等資訊,都希望能為民眾提供服務。但因氣象局員額、資源就是有其限制,無法完全滿足氣象資訊蒐集的所有方面,因此如何跟民間業者建立夥伴關係,「讓氣象局的服務能夠超越政府資料的力量,能夠更跨域往使用端的應用,讓使用人(民眾)能夠有更多的感受」,就成為近年來努力的目標。

 

譬如,氣象資訊在農業的應用,可以幫助農夫掌握天氣的變化,而更為精準用藥,就能為整體農業「減藥」帶來幫助。另外,若能讓使用者更掌握天氣變化並適時提醒需要注意的健康事項,如天氣冷熱導致的心血管收縮,則能為醫療領域帶來幫助。而在公共衛生上,最顯而易見的就是提供氣溫變化的資訊,作為預防、預測登革熱的參考指標。

 

除了加強和民間業者的合作,擴大氣象資訊的民生應用。洪主任也指出,讓民眾瞭解氣象局的工作以及如何運用氣象資訊,這樣的教育宣導和社會溝通,也是氣象局越來越重視的範疇。

 

氣象局科技研究中心 洪景山主任。(圖/蕭長展攝)

 

洪主任說,過去氣象局的心態比較像是「人民保母」,直接把大量氣象資訊在未經妥善轉譯下就對外發布,難以讓民眾感覺這些氣象資訊跟自己有何關係,更容易因為預測落差而失去信任。他強調,現在氣象局思考的是如何讓民眾更容易瞭解氣象資訊跟自己的關係,因此,無論是公開各項可讓民間運用的氣象資訊,或是到各地方政府介紹近年氣象局的科研成果,甚至是疫情爆發前一年一度開放氣象局讓民眾參觀、說明臺灣的氣象建設,都是在社會溝通方面的努力。

 

洪主任強調,氣象局最近有一句宣傳文字讓他很有感觸,「晴天有晴天的溫暖,雨天有雨天的浪漫,誰說晴空萬里才是好天氣?不是因為天氣好,而是因為天氣剛剛好」。他說,「天氣好不好,不是我們能夠控制,但能在剛剛好的天氣做剛剛好的事,不才是圓滿人生?譬如知道天氣很熱,我們就可以吃冰,如果涼爽就來安排戶外活動,這樣的生活不是很美嗎?」。他期許科研中心所提供的氣象資訊,是能讓民眾更容易解讀氣象資訊、知道如何在對的天氣做合適的活動或選擇,對他們來說,仍是最主要的工作及目標。

 

 

名詞解釋

攝動 (perturbation): 一正在運行之物體,其在軌道上之任何偏離稱之。就天體力學而言,乃天體按克卜勒(Kepler)定律運行之軌道與受外力影響之實際軌道之差異。

 

 

 

 


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