臺大團隊主持無人飛機探空Aerosonde海燕颱風觀測行動達成任務直接進入暴風圈觀測蒐集颱風環流氣象資料

本校大氣科學系林博雄助理教授本月19日撰文表示，由本校理學院大氣科學系李清勝教授主持之「無人飛機探空觀測颱風計劃」，終於在今年第21號颱風「海燕」完成進入颱風暴風圈首航。兩架Aerosonde(圖1)由該計畫協同主持人林博雄助理教授帶領6人飛行操控團隊，於10月15日連夜在宜蘭壯圍鄉聯勤總部某營區組裝飛機，10月16日清早07:00第一架Aerosonde升空，08:00在台北飛航管制台報備獲准的空域使用時間後出海巡曳，由組員在地面導控台以無線電遙控Aerosonde依設定路線與高度進行自動平衡飛行，朝颱風中心前進，沿途蒐集氣壓、氣溫、濕度、風向與風速，這些颱風環流氣象資料由兩翼下端的感應器探測而得，資料即時回傳海邊的地面導控站，飛機位置也透過GPS全球衛星定位即時顯示在電腦螢幕上。11:06 Aerosonde已經距離基地100公里之遙，沿途風速在30~40m/s之間，飛機被強烈北風分量吹襲往花蓮外海偏移，重量不到15公斤、展翼3公尺的小飛機努力地穿越颱風外圍雨帶(rain band)，終於在11:21引擎熄火墜海，地點距離颱風中心為230公里，圖2標示颱風環流的GMS可見光波段雲圖以及Aerosonde路徑。第二架次Aerosonde於14:08再度起飛，由於颱風轉向脫離台灣，這架次飛機乃決定提早決束任務，於16:30降落。

「無人飛機探空觀測颱風計劃」為國科會防災國家型科技計劃氣象研究群之重點計劃之一，目標在獲取颱風中心位置、強度和暴風半徑之直接觀測資料，以改進颱風預報。1998年中央氣象局開始引進Aerosonde。目前Aerosonde探空觀測颱風計劃由國科會防災計劃辦公室主導，交通部科技顧問室共同支援，而由台灣大學大氣科學系、中央氣象局和中山科學院共同執行，圖3是各單位參與Aerosonde飛行觀測在本校大氣科學系的合影。國內共購進Aerosonde 8架，每架約80-100萬台幣；1998年5月南海季風觀測實驗和海燕颱風各折損一架，另一架因訓練損耗和老舊而將置放於中央氣象局展示，目前尚有5架Aerosonde整備中。2000年秋天到今年秋天Aerosonde共進行六個颱風實驗飛行，而以海燕颱風之實驗最為成功。Aerosonde也曾於2001年5月支援國科會自然處的「綠島中尺度實驗」，有二次跨夜航行不落地的長時間(12與18小時)記錄。Aerosonde硬體資訊請參見http://nat3.as.ntu.edu.tw/aerosonde

無人飛機探空（Aerosonde）簡要資訊2001/10/17

1.無人飛機探空觀測颱風計畫，為國科會防災國家型科技計劃氣象研究群之重點計畫之一，目標在獲取颱風中心位置、強度和暴風半徑之直接觀測資料，以改進颱風預報。

2.蔡清彥政務委員於任職中央氣象局局長時，開始引進無人飛機探空觀測技術。目前計畫由國科會防災計畫辦公室主導，交通部科技顧問室共同支援，而由台灣大學大氣科學系、中央氣象局和中山科學院共同執行。

3.國內共購進無人飛機探空8架，每架約8000萬台幣；於南海季風觀測實驗和海燕颱風各折損一架，另一架因訓練損耗和老舊而不能使用，目前共有5架可供操作（其中一架較老舊）。

4.2000-2001年共進行六個颱風實驗飛行（總計時數27小時），而以海燕颱風之實驗最為成功。海燕颱風的第一次飛行是利用較舊的飛機，上午7:00升空檢測，8:00開始飛行，成功進入颱風暴風圈；最遠距控制基地108公里，距颱風中心最近約150公里，11:25引擎熄火墜海。第二次飛行採用較新飛機，下午2:05起飛，4:30降落，飛機機械狀況極佳。

5.無人飛機探空可觀測氣壓、溫度、溼度、風向及風速。本次飛行觀測之最強風速達35m/s（130公里/小時），驗證利用無人飛觀測颱風之可行性。

（註：墜毀之飛機雖堪使用但頗老舊，平時練習時即曾熄火）。此外，本次飛行成功測試整個觀測作業程序，包括有（a）科學任務之決定、基地備用與航管申請。（b）器材準備、進駐基地、地面控制站和天線架設。（c）飛機起飛、降落，操控與觀測資料即時傳輸至控制站台。（d）觀測資料即時傳輸至中央氣象局。

6.因應颱風路徑之多變性，本觀測需具相當高之觀測機動性。本次實驗於任務下達後，24小時內第一架飛機即起飛。未來若能縮短臨時航管申請前置時間，可在任務下達後12小時內起飛。

7.目前因通訊距離限制，最大飛行距離僅150公里。未來若澳洲原研究單位成功完成衛星通訊計畫之研發，將可拓展觀測距離至500000公里，可於颱風登陸前一天即可進行觀測。預計2002年夏天應可完成衛星通訊能力，2003年可使無人飛機觀測進入作業化階段。

8.本次實驗觀測的成功，全賴台灣無人飛機團隊成員的共同努力。除感謝國科會和交通部之支援外，特別感謝國防部聯勤總部大福基地和民航局航管的協助。