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圖 新聞投稿
2015-08-18
聖嬰年颱風強度演化 師大解密
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【公共事務中心胡世澤、海洋環境所鄭志文報導、王喆宣攝影】過去研究顯示,聖嬰發展時西太平洋颱風生成位置偏東,偏暖的海水有利颱風發展,加上颱風生成地點距離陸地較遠,照理而言會出現較平常年更為強勁之颱風,可是統計分析結果顯示,聖嬰年期間颱風卻沒有特別顯著增強之趨勢。過去學界對此沒有定論,但現在科學家發現了聖嬰期間颱風強大的負向回饋機制,此機制順利解開聖嬰年颱風強度演變之謎,而這項研究成果也已於今年7月刊登在國際知名期刊《自然–科學報導》中。

7月到9月是傳統臺灣颱風熱季,今年適逢中等強度聖嬰現象持續作用,有利於颱風發展,近日襲臺的蘇迪勒颱風,短短24小時從輕颱成為強颱,更被美國聯合颱風警報中心偵測,瞬間最大風速達每小時354公里,成為今年全球最強的颱風。

蘇迪勒為典型發生於聖嬰年期間之強烈颱風,若在其生成與成長期間,沒有研究中顯示的負向回饋機制作用,蘇迪勒對臺灣帶來的災害與威脅將更嚴峻。

由國立臺灣師範大學海洋環境科技研究所副教授鄭志文與臺大大氣科學系系主任林依依特聘教授研究團隊主導,與夏威夷大學王斌教授進行跨國研究合作,歷經3年多努力,分析近50餘年颱風資料,進一步解開聖嬰年期間颱風強度演化之謎,並引進大地之母蓋亞假說的概念,順利解釋先前世界各團隊研究間的落差(missing-link)。

長久以來,熱帶氣旋(颱風)一直是地球上最具破壞性的天然災害之一。聖嬰年期間,在赤道太平洋特殊背景環境底下,颱風生成位置往東南偏移,此偏移讓颱風得以從溫暖海洋獲取發展能量的時空範圍皆擴大,對颱風強度的發展為一正向回饋(positive feedback)機制。因此,長久以來,聖嬰年期間的颱風強度,被認為應該會較平常年颱風強勁許多。

然而,弔詭的是,長期統計資料顯示,事實上卻非如此。根據過去研究統計颱風累積能量綜合指標(Accumulated Cyclone Energy, ACE)並指出,聖嬰年期間,颱風強度其實並未若預期般強大,此事實與理論上的落差,已存在颱風研究領域長達十年,並成為科學家待解開的謎團。

研究團隊利用衛星觀測資料、歐洲中期天氣預報中心(ECMWF)海洋再分析資料,配合海洋數值模式之執行,計算海表溫降,並透過熱動力方程式計算海氣熱通量變化,乘上颱風行進距離,藉此估算在不同情境下颱風強度變化情形,研究發現聖嬰年期間,雖然因颱風生成位置朝東南移進而允許颱風有更長的發展期(development length),幾乎同一時間,卻有另一個強大的負向回饋機制(聖嬰年西赤道太平洋海域次層冷海水淺化)在幫忙「踩煞車」。

研究指出,如果少了這項機制的影響(或幫忙!?),聖嬰年期間的颱風恐將增強為平常年的149% ,而且該現象適用於兩種不同種類之聖嬰年 (標準聖嬰Canonical El Niño & 非典型聖嬰El Niño Modoki)之上。

也就是說,這個重要機制可控制颱風於聖嬰年期間,不至於造成更可怕災害,作者並引進蓋亞(Gaia-hypothesis,大地之母)的概念,認為此過程可被視為一Gaia-like的過程,在聖嬰年提供颱風「適宜」發展環境的同時,同時也有一個默默作用之機制,保護整個平衡不致於失衡甚至失控。

研究團隊指出,這與希臘神話中所描述的蓋亞大地之母相似,她促使地球系統萬物相互作用,使得地球適宜生命持續生成與發展。此作用過程的發現與提出,順利解釋了先前相關重要研究成果間的落差。

最後,過去研究指出,在全球暖化(Global Warming)的情境底下,太平洋未來很有可能會呈現持續偏向聖嬰年的狀態(El Niño-like scenario),因此,此研究所提出的物理過程(A Long Neglected Damper in the El Niño-Typhoon Relationship)之重要性,在全球暖化趨勢下將更趨強烈。

此研究於7月21日在國際頂尖的自然出版集團 (Nature Publishing Group) 著名的期刊《自然–科學報導》 (Nature-Scientific Reports) 發表。詳細的研究成果請參閱2015年7月21日正式發表於 Scientific Reports 的全文及補充資料,“A Long Neglected Damper in the El Niño-Typhoon Relationship: a‘Gaia-Like’ Process. Sci. Rep. 5, 11103; doi: 10.1038/srep11103 (2015)”.

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