訊息公告

中央大學福爾摩沙衛星七號(FORMOSAT-7)氣象科研團隊

福爾摩沙衛星七號(FORMOSAT-7)已於2019年6月底成功發射,接續即將除役的福爾摩沙衛星三號(FORMOSAT-3),目前每日可提供多達5000筆全球南北緯45度以內的高解析度大氣掩星觀測資料,可用以彌補全球海洋、高山及極地地區所缺乏的觀測資料,且不受天候及時間之影響。而新一代福衛資料集中於熱帶至副熱帶區域,有利於觀測熱帶對流及颱風生成及發展。掩星觀測之偏折角或折射率可直接同化於大氣模式,增進模式初始場的準確度,並可反演出垂直溫、溼度剖面,大量補足傳統觀測的時空之不足,對於全球及區域大氣分析帶來明顯的助益。因此,掩星觀測可視為大氣上層最佳溫度計,低層輔助濕度計。


目前世界各大數值預測作業中心實際應用的結果顯示,福衛三號資料可提升全球模式預測的準確度約6%(預測168小時進步10小時),相當於讓世界各國的全球模式預測能力進步(提前或少花費)至少6年,獲得國際高度認同。本系黃清勇及楊舒芝教授及GPS資料處理中心陳舒雅助理研究員長期與國家太空中心合作,為國內重要的福衛氣象科研團隊,在資料之科學研究及應用上有重要的貢獻。


針對颱風生成預報而言,陳舒雅助理研究員,郭英華講座教授及黃清勇教授近期研究發現,福衛三號掩星觀測對熱帶氣旋(颱風前身)的生成及偵測成功率亦有明顯的作用(Chen et al. 2019, MWR)。同化福衛三號局地折射率及非局地折射率,針對2008-2010期間西北太平洋上10個生成的颱風,可以提高氣旋偵測成功率由30% (無同化)方別至40%及70% 。其分析結果指出,颱風生成precursor附近的掩星點觀測,及使用考慮大氣水平梯度作用的非局地折射率,對提昇偵測率均有明顯的助益,其中颱風Nuri(2008)生成過程的動力分析指出主要來自附近環境低層水氣濕度增量因而有效增多(相較於局地折射率同化),進而促進對流運動而導致旋生。此問題顯示,在低緯度觀測密度增加許多的福衛七號(vs. 福衛三號),若能有效運地同化預報系統,應能對台灣附近及南海區域的颱風生成之預測有相當的助益。 


同化掩星觀測資料亦有助於改善颱風路徑預報。例如近期黃清勇教授指導的碩士生施正澎的研究論文(施,2019)利用雙向MPAS-GSI系統模擬2016年尼伯特颱風發現掩星資料同化可有效改善路徑及降雨模擬。


除改進颱風預報,福衛掩星觀測在台灣豪大雨預報上,亦可扮演重要角色。例如,針對2008年6月16日的個案研究,楊舒芝教授等人的研究指出同化掩星資料有助於模式掌握西南氣流的水氣傳送過程,進而改善定量降水預報 (Yang et al. 2014)。在此資料下,因為對水氣的掌握,可提升後續雷達資料同化之效益,並改善極短期豪雨預報之影響(鄭,2017)。


此外,Huang et al. (2016)以台灣北部鋒面降雨進行模擬研究。相較於局地折射率及非局地折射率,同化局地偏折角可以產生更明顯的降雨,提高劇烈降雨預報能力。