臺灣中南部入冬以來就為乾旱所苦,但是上個月中旬,太平洋彼岸的北美西北部地區卻遭受了數次強降雨的侵襲,導致大範圍的洪水和山崩土石流;同個時期,英國北部地區也發生大洪災,數千戶家庭遭受水淹,情況相當危急。
過去我們用「銀河」來描述天空星系的分布,用「長江大河」形容陸地上的滔滔水流,如今再我們頭上的大氣層也有了「大氣長河」的新詞,也就是這回在北美與英國造成洪澇的罪魁禍首。
天空中的河流?
「大氣長河」就是天空中的河流,在1990年代發現並命名,形成於大約1.6公里的高度,寬度有400~600公里,綿延可達數千公里長,甚至可橫跨整個太平洋。它以龐大的水蒸氣形式(約有25條密西西比河的總量那麼多),從熱帶輸送到中緯度地區。當「大氣長河」登陸時遇到山脈上升,就會釋放出大量的降雨或降雪,往往造成驚人的洪水,並帶來嚴重的災害。
全球時時刻刻都有大約有10道大氣河流漂浮在空中,除了常見的東太平洋、大西洋東部,西北太平洋也是好發的地區。例如,一個源自夏威夷附近熱帶海域的「大氣長河」,經常長途侵襲美國西岸;由於夏威夷過去盛產鳳梨,因此來自這個方向的暴風雨就獲得了「鳳梨特快車」的稱號。
大氣長河引發洪患
近年來,世界多地都發生許多「大氣長河」造成的洪澇。例如2020年2月英格蘭和威爾斯破紀錄的洪水,2010年5月美國田納西州的大洪患,都奪走許多人命並造成數百億美金的財損。學者估計,自上世紀70年代以來,美國西部80%以上的洪水,與英國最嚴重的前10名冬季洪澇,都是「大氣長河」造成的。不但是冬季的風暴,夏季出現的強降雨,如2007年夏季英國的洪患,也是「大氣長河」的巨大水氣帶的傑作。
過去由於地面上的傳統氣象觀測很難辨認出信號,對「大氣長河」的了解不足。如今有了裝備新型微波感測儀器的人造衛星,可以針對全球水氣分佈提供清晰又完整的觀測結果,即時的捕捉到水氣在狹長廊帶快速的移動情形。隨著氣候暖化已升高1℃,大氣能容納的水蒸氣也增加7%,帶來更強大、更頻繁的「大氣長河」,這個現象已經在太平洋出現了;預計至本世紀末將變得更危險、數量更多。因此,增高對「大氣長河」的認識是防災極為重要的課題。
深入研究利防災
美國自從2014年開始,就持續針對「大氣長河」展開深入的研究,不但以偵察飛機穿越大氣河流,還以探空儀捕捉「大氣長河」垂直剖面的高解析度資訊。這些資料經由即時傳輸和同化進入天氣預報模式,大幅提高「大氣長河」及其強降水預測的準確度,是非常值得的基礎研究投資。
我們臺灣正位於西北太平洋的水氣豐沛帶,不論是颱風或是梅雨,都可以看見「大氣長河」的腳蹤。過去我們在颱風的研究上有成效極佳的「追風計畫」,鑒於「大氣長河」在氣象防災的重要性,我國應該開始推動「追河計畫」,全力展開「大氣長河」的研究,以及其帶來劇烈降水的影響,成果不只是可以改善天氣的預報,對於救災、防洪與水利管理部門都會有極大的助益。