解開超級颱風之謎 不斷跨域的科學家林依依

專長為跨領域衛星遙測、大氣與海洋科學的台灣大學大氣科學系特聘教授林依依,在跨域研究尚未如現在熱門的20多年前,便已開始進行熱帶氣旋、碳循環、大氣與海洋交互作用等領域的研究。林依依的開創性研究,增進了人們對超級颱風的了解;她也探討颱風及火山爆發對碳循環的影響。屢獲美、法國家太空總署、美國地球科學聯盟、美聯社、USA Today、CNN、日本NHK電視台等報導的林依依,將台灣的研究量能帶上國際舞台。

在男女比例懸殊的科學界,林依依在研究者、老師、媽媽等多重身分中,依然表現亮眼,她的成功,點燃許多女科學家的研究熱情。

去(2021)年才獲得台灣傑出女科學家獎的台大大氣科學系特聘教授林依依,又於今年三月獲得由教育部頒發、我國最高層級研究獎勵的第25屆國家講座主持人獎。
科學研究像是與時間賽跑,如何早一步做出成果,是科學家們每日在賽道上馬不停蹄的動力。總是充滿活力的林依依,穿梭在教學、研究與母職等多重身分中,卻不喊累,只想著如何最有效運用時間。她笑說:「才沒有多餘的力氣去想累不累。」近身觀察林依依對研究的熱忱,以及她對研究室後進的照顧,「溫柔堅定」無疑是她研究與教學生涯的最佳註解。

解開超級颱風之謎 不斷跨域的科學家林依依
林依依在研究者、老師、媽媽等多重身分中,依然表現亮眼,她的成功,點燃許多女科學家的研究熱情(林旻萱攝)。

揭開超級颱風的神秘面紗
出身自台大大氣科學系的林依依,大學畢業後到英國劍橋大學攻讀衛星遙測,取得博士學位。接著到了新加坡國立大學遙測中心從事衛星與海洋的研究。不同研究領域的歷練,奠定了林依依跨足大氣科學、衛星遙測、海洋科學的研究背景,在20多年前,是相當少見的跨域研究人才。
為了跨領域研究,林依依必須同時研讀衛星、海洋、大氣的科學論文,參加三個領域的研討會,還要與歐、美、澳等不同時區的科學家保持聯繫。所以她經常得分段睡眠,過著不同時區的生活,白天教學、研究,夜裡開跨國會議。林依依總是穿著同款式不同花色的洋裝,如此一來就不用花時間煩惱穿搭。她笑說自己不逛街,也沒有社群媒體,才能把時間省下來做研究。
雖然需要付出更多的時間和心力,跨領域卻也讓林依依從中看到了新的研究契機。林依依透過NASA衛星的海洋水下溫度資料,發現海洋並非一成不變,裡頭有許多冷暖渦漩,充滿不同的溫度變化。再進一步將海洋溫度資料與2003年的梅米颱風路徑資料套疊,發現原本輕度的颱風,遇上了潛藏在海洋下的暖渦,林依依形容,就像是碰到海洋裡的小火鍋,才會在24小時內瞬間增強為超級颱風,成為2003年全世界最強大的熱帶氣旋,也造成韓國有史以來最慘烈的颱風災情。林依依表示,若依傳統的氣象預測方法,是很難預料會如此快速增強並成為如此強烈的超級颱風。而林依依創先提出海洋暖渦是颱風升級為超級颱風的重要因子,此系列研究影響深遠,開啟了國際學界對西北太平洋颱風與海洋渦漩交互作用的研究,現已成為熱門議題。

跨國合作,展現台灣研究能量
擅長衛星遙測的林依依,經常和學生分享要宏觀,要如同衛星從太空觀測地球,才能有清楚的頭腦,去找出新穎的科學議題,發現新的火花。而面對大自然的浩瀚,科學的世界有太多未知,在學術研究的路上,林依依不是關起門悶著做,而是積極的與國際合作,不僅能腦力激盪,更要將台灣的研究能量向世界傳遞。
例如,林依依在2009年發表關於納吉斯熱帶氣旋瞬間增強的研究,就是與美國太空總署的噴射推進實驗室合作,共同分析海面測高衛星資料,以及美國國家海洋暨大氣總署的水下實測資料,證實納吉斯熱帶氣旋因為碰到海洋暖特徵現象,使得熱帶氣旋被餵養了三倍的海氣通量,而在短時間內從輕度轉為超級氣旋。
遺憾的是,納吉斯熱帶氣旋在轉為超級氣旋、能量最強的時候登陸緬甸,造成13萬人死亡。此項合作的研究成果,獲得NASA兩次專文報導,這些研究發現將有助於未來對熱帶氣旋預測的改進。
身為前端的研究者,林依依認為,科學家的使命就是持續探索未知,讓國際的氣象單位能經由這些研究發現,去改進氣象預測系統,甚至調整颱風強度的標準。
持續進行颱風的研究,2013年,林依依與她當時指導的博士生、現為中央大學水文與海洋科學研究所助理教授的潘任飛,透過長期衛星資料探討菲律賓外圍海洋的變化。他們發現該區域的暖水層,20年來不斷地堆積變厚,並在同年八月發表的論文中預測,如此特殊的海洋條件,萬一颱風經過,恐怕會孕育極為強勁的熱帶氣旋。果不其然,11月時侵襲菲律賓的海燕颱風,就是被該地區豐厚的海洋暖水層滋養,林依依比喻海燕像是躬逢了康熙盛世,而增強為強度破表的超級颱風,目前仍是太平洋地區最強勁的颱風紀錄保持者。
林依依與研究團隊在海燕颱風生成前後做的系列論文發表後,隨即成為國際知名期刊《Science》的亮點報導,日本NHK電視台也特地來台做了專題報導。林依依持續開展了全球暖化、聖嬰現象,與颱風交互影響的研究,期望能了解未來海洋的變化,會如何影響將來颱風的強度,進而讓人類能防範災害。