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「龍捲風就是我的定位」──劉清煌追風25年,補上台灣天災研究拼圖

劉清煌,台灣學界唯一研究龍捲風的追風行者。(攝影/李宗祐)

美國東南部從5月2日跨夜到隔天,在24小時內接連出現23起龍捲風,狂掃喬治亞、田納西、密西西比與德州,所經之處滿目瘡痍,近2萬戶無電可用;時隔數日,中國華中與華東地區也傳出強烈龍捲風「暴走」災情,至少10人喪命,超過300人受傷。

隨著台灣也從5月進入龍捲風好發季節,文化大學大氣科學系副教授劉清煌看著外電報導,緊盯著電腦螢幕的氣象雷達回波圖,隨時準備出動獵捕龍捲風。

留美師從龍捲風研究世家,回台續當追風的人

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從研讀博士時期開始,劉清煌經常南北追風到深夜,休旅車滿是刮痕。(照片提供/劉清煌)

1996年,災難電影《龍捲風》(Twister)狂掃全球,賣座超過5億美元;劉清煌也是在那年取得美國加州大學洛杉磯分校大氣科學系博士學位,背起行囊返台任教。第一件事,就是請研究助理每天到圖書館找過去30年的報紙,把國內曾發生疑似龍捲風的報導和新聞照片全部找出來。

「我當然知道龍捲風不是台灣學氣象研究主流,但這個東西如果沒有人做,永遠就被擱在那裡。我想把這塊缺角補起來,讓台灣災害性天氣研究變成完整的拼圖!」

就這樣浮雲朝露25載,劉清煌宛若追風行者,聽到或接獲有疑似龍捲風的怪風發生訊息,就算是披星戴月也連夜趕到現場,勘災拍照蒐集研究資料。

外界以為他專注於國內學者普遍看不上眼的龍捲風研究,是受到電影熱潮的影響,其實不然。「我的博士論文是做冬季風暴,但指導教授脇本羅傑(Roger Wakimoto)跟師祖藤田哲也是龍捲風研究世家。剛好我也喜歡到處跑,在美國念博士的時候,博士論文變成副業,反而花很多時間跟著老闆追龍捲風。」

史蒂芬.史匹柏(Steven Spielberg)1995年擔任《龍捲風》執行製作人之一,特地派遣劇組向脇本研究團隊取經,跟著他們在奧克拉荷馬與德州追風,「我們每天都要做晨報預測哪裡最容易爆發龍捲風,規劃陸空聯合觀測路線,他們就跟著看我們如何做預報跟追蹤觀測龍捲風。」

劉清煌透露,電影為了戲劇效果加進許多「不科學」的情節,例如在電影結局釋出球型觀測儀器,成功解密龍捲風結構的桃樂絲號(Dorothy)。但當年根本沒有那種實驗設備,「我們也認為那種東西是天方夜譚,怎麼可能夠同步追蹤那麼多顆球,還要接收它們傳回的訊號?」但看到現在GPS全球定位系統與無線通訊科技,劉清煌讚嘆說,「史匹柏(團隊)那時候就有這樣的想法,真的讓人佩服。」不過戲裡有頭牛隨著龍捲風騰空旋轉,就是誇張的戲劇效果,「龍捲風威力那麼強,那隻牛搞不好被分屍了,根本不可能存活!」

專挑怪天氣起飛觀測,曾遇亂流經歷生死一瞬

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在美國,研究團隊的地面觀測車追著龍捲風跑,被冰雹砸到遍體鱗傷是家常便飯。(照片提供/劉清煌)

劉清煌還記得那年追風, 2個月做14次觀測實驗,確實追到7個龍捲風,「最後一次看到的龍捲風拐來拐去亂跑,害我們的飛機差點摔到地面,在鬼門關前驚險走了一趟;後續觀測任務也因飛機受損而被迫取消。」

追蹤觀測龍捲風採陸空雙面夾擊。地面觀測車隊必須提前一天出發,到預測可能發生地區守株待兔;空中觀測機隊當天早上再飛到定點會合,指揮中心透過雷達監測以無線電指揮觀測團隊,那裡風吹草動就往那裡開,但摃龜機率還是高達三分之二。「我比較幸運,跟著老闆坐飛機,繞著風暴外圍飛行觀測,不像地面車隊常被龍捲風產生的冰雹轟炸,擋風玻璃破了,還是要繼續追著開。」

劉清煌指著研究室牆上照片,「就是這個龍捲風害我們差點摔飛機!」那天是1995年6月13日,「我們清楚看到龍捲風形成,我老闆說這張照片最有價值,因為連機翼也拍進去了,證實是在飛機上拍的。」就在大家忙著觀測記錄,突然碰到晴空亂流把整個機身往下壓。做實驗時,僅正駕駛和副駕駛會綁安全帶,研究團隊個個摔到人仰馬翻,還有人撞到頭破血流。

「當時整個腦筋全部空白,以為飛機要撞地墜毀了!幸好正駕駛死命把機頭往上拉,要不然就真的撞地了,」劉清煌餘悸猶存地說,落地後看飛行資料,飛機高度當時從300公尺驟降到150公尺,「追龍捲風做實驗雖然好玩,卻經常碰到生死瞬間,因為我們專挑閃電打雷的怪天氣出去做觀測。」

那個年代,GPS應用還不普及,也沒有智慧型手機,更沒有空拍機。劉清煌熟悉雷達觀測資料判讀,帶著地圖跟著指導教授搭機追風,看到龍捲風就馬上畫出軌跡。但觀測機飛很低,搖晃厲害,很容易暈機,要在地圖標註龍捲風位置更是困難;落地後還要馬上回實驗室連夜分析觀測資料,隔天再開車重回現場根據地圖標示軌跡地毯式搜索災情,即便沒有意外驚險,過程也備極艱辛。

儘管如此,取得博士學位回到台灣的劉清煌,還是無法忘情追風的樂趣。面對氣象局總是認為中央山脈縱貫台灣,不利於龍捲風發展,並以氣象站沒有觀測到或氣象雷達無法辨識為由,始終未把龍捲風列入正式觀測紀錄,劉清煌決定重新勘驗過去30年媒體報導過的疑似龍捲風案例,釐清這些過去被稱為怪風的稀有天氣現象,到底是不是龍捲風?

不信台灣沒有龍捲風:以辦案精神追蹤,墓仔埔也敢去

「只要照片有清楚拍到接近地面的漏斗雲(Funnel cloud),就應該列入龍捲風正式案例,」劉清煌根據媒體歷年報導怪風案例分析,台灣雖然很少發生龍捲風,卻也不是完全沒有,每年總有1~2個案例,讓他「龍魂振奮」。但龍捲風終究不是台灣主要的天然災害,要跟科技部等相關部會申請研究計畫,恐怕很難「登堂入室」爭取到經費,僅能當作個人興趣私下研究。

「還好我還有其他專業!」為了維持實驗室運作,劉清煌跨域鑽研颱風與梅雨劇烈降雨研究,爭取政府研究經費補助,「其實我很早就用類神經網路人工智慧,研究劇烈降雨系統。」最受矚目的是,2003年他與美國海軍研究院教授張智北、台灣大學大氣科學系教授郭鴻基合作,破解2001年12月南中國海的寒潮強碰婆羅洲西岸雷雨系統,激盪出百年僅見的赤道颱風「畫眉」誕生謎團,被美國國家科學基金會列為重點科學新聞,改寫氣象學教科書對颱風發展機制的論述。

然而跨域研究再亮眼,龍捲風依舊是他的最愛。每每聽到疑似龍捲風的怪風出現訊息,無論再忙還是要擠出時間趕到現場。「相對於美國,台灣的龍捲風像是小兒科。我在美國就曾經看過直徑1公里的超大龍捲風,台灣幾百公尺就算很大。」美國可以從無到有全程追蹤觀測龍捲風發展過程;台灣則是神出鬼沒,僅能在「風過留痕」之後,想方設法循跡追蹤。

龍捲風生命周期平均僅有5~10分鐘,到目前還無法精準預測,劉清煌形容,在台灣追蹤研究龍捲風,很像刑警辦案,任何蛛絲馬跡都不能錯過!尤其是受災民眾的動作非常快,早上發生,下午就動手復原。如果沒有在第一時間趕到現場蒐集資料,很多線索可能馬上消失,譬如樹木和電線桿有沒有東倒西歪?有沒有旋轉的跡象?得仔細量測災害範圍推估龍捲風的直徑和移動軌跡距離,而且要全程走路勘災。

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被龍捲風掃落的耕耘機,歪七扭八陳躺在台灣鄉下田裡。(照片提供/劉清煌)

「我通常先到區公所或找里長幫忙帶路,但有時候他們忙著救災沒空,好幾次碰到熱心的記者,拿著他們拍的照片,跟我講這裡有、那裡有。記者蜻蜓點水指引幾個點,對我很重要;有的還帶著我連跑好幾個小時。」劉清煌邊說邊打開抽屜,裡面滿滿的相機鏡頭,是他帶著到處拍照追風的利器。「其實在台灣追龍捲風並不難,但比起美國可能更加辛苦,有時候追蹤到田裡泥巴地,還是要硬著頭皮撩下去。」

最特別的是,台灣的龍捲風似乎偏愛往荒郊野外的墓地鑽!為了追龍捲風,劉清煌已數不清走過多少墳墓,每次都要跟「裡面的居民」說,「對不起,我到這邊做場勘,踏到你的厝頂!」也不忘提醒學生跟助理:「你踩到人家,至少要打個招呼。」

印象最深刻的是,2007年4月18日在台南發生的安南龍捲風,風暴持續約40分鐘,路徑總長47公里,橫跨台南市和高雄市,是台灣歷年持續時間最久且路徑最長的案例。

「那幾天學校都有課,為了追蹤這個龍捲風,連續從台北南下3次。最後1次場勘發現,那個龍捲風跑進墓區就找不到蹤跡了。」眼看傍晚已近,劉清煌四顧茫然脫口說出:「這裡住這麼多人,難道都沒人看到龍捲風跑哪裡去了?」說時遲、那時快,就有個歐吉桑騎著摩托車朝他過來,「阿伯,你有看到龍捲風從這裡過去嗎?」歐吉桑點頭如搗蒜的說:「有啊!」轉頭叫太太自己走路回家,帶他去看龍捲風,「追龍捲風就是這麼好玩,冥冥之中就是會這麼湊巧。」

隨著氣象雷達解析度提高,加上數位相機和智慧型手機普及,民眾通報案例愈來愈多被證明是龍捲風,從平均每年1~2次增加到4~5次;5、6月梅雨季是好發季節,從桃園到屏東都發生過,最常出現在南高屏平原地區。因為他鍥而不捨的追查,2011年5月12日新北市新店出現的怪風,也被驗明正身是百年難得一見的都市龍捲風,而且還是罕見的順時針龍捲風
在北半球,受地球自轉影響氣流會朝逆時針彎曲,故順時針的龍捲風較為少見。
2013年4月6日高雄大樹龍捲風,則是台灣氣象觀測史首次出現的多胞胎型龍捲風。

「別人不做,我來做!」龍捲風正式列入災害後,下一步盼助民減災

夙夜匪懈追風25年,劉清煌已儼然成為台灣龍捲風研究權威,不但應邀到氣象局指導預報員如何在梅雨季鋒面前緣的雹線,從雷達回波圖找出潛伏龍捲風的「勾狀」回波;原本被認為在台灣不可能發生的龍捲風,終於被氣象局正式納入「氣象災害」,也被農委會列為天然災害救補助範圍。

然而龍捲風研究在國內依舊冷門,全台灣到現在還是僅有劉清煌專注於龍捲風研究。他仍然從未向科技部申請相關研究計畫補助,南奔北跑追風全部自掏腰包,攝影器材除了少數由學校補助,多數是自費購買,還DIY觀測設備。「剛開始沒申請,是因為龍捲風在台灣不是主流;現在沒有申請,是因為以前沒有政府資助,都能夠做出這番成績,就更沒有必要申請了。」

面對教授升等,他也是淡然自處。看著同系年輕學者陸續超車晉升正教授,自己還是停留在副教授,劉清煌彷彿事不關己地說,「我喜歡做觀測實驗,也做很多研究,就是懶得寫文章。教育部希望升等正教授,必須在權威學術期刊發表論文,我不想害他們破壞制度,也就沒有申請升等。沒有升等就是錢少點而已,我還是照常快樂地做自己喜歡的研究。」

劉清煌說是自己的企圖心不夠強,心裡對自己的學術生涯定位卻是篤定,「講到龍捲風,大家就會找我,就是我的定位!」熱愛攝影的劉清煌曾於2017年11月30日跟同系教授周昆炫共同帶領全校師生,在陽明山上拍攝記錄持續長達近9小時的彩虹,被金氏世界紀錄認證為地球天空持續時間最長的彩虹。其實在他心裡早就有道恆久且明亮的彩虹,就是對龍捲風研究的執著。每次看到自己拍的災後照片,劉清煌心裡總是隱隱作痛,「別人不做,沒關係,我來做!」希望台灣有天也能比照颱風或豪雨災害發布龍捲風警報,提醒民眾做好減災防範。

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2017年,陽明山上曾出現彩虹持續達9小時,成為金氏世界紀錄中延時最長的彩虹。(照片提供/劉清煌)

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