搭飛機直闖颱風眼 以減輕災害——日本正在推動的「颱風無力化計畫」是什麼?

抑制颱風威力並用於發電的「一舉兩得」防災對策,是否有望在2050年實現?

8月 2, 2024
BY YOSHIKO OHIRA
分享此文章
J-STORIES— 受全球暖化影響,颱風與豪雨造成的嚴重災害頻繁發生。預計未來 50 至 100 年內,颱風與豪雨的規模將比現在增加 5% 至 10%,使人們的生活與社會基礎設施面臨更大的威脅,令人憂心。
面對日益強大的颱風,日本政府正在推動一項國家級計畫,嘗試透過人為方式控制颱風的威力,以將災害降至最低。這項大膽的計畫不僅比在廣大地區建設防災基礎設施更具成本效益,還能將受控的颱風能量轉化為電力,作為可利用的資源,實現「一舉兩得」的防災與能源創新模式。
「颱風瞄準(Typhoon Shot)」計畫的目標是「在2050年前控制日益劇烈的颱風與豪雨,實現免受極端氣候風水災害威脅的安全安心社會」。颱風科學技術研究中心 提供
名為「颱風瞄準(Typhoon Shot)」的這項計畫,目標是冷卻並削弱颱風巨大化過程中的關鍵區域——被稱為「暖氣核」的熱源。當暖氣核發展時,它會增強蒸氣聚集能力,進而使颱風勢力更加強大。因此,該計畫計劃透過飛機投放大量冰塊、乾冰等冷卻物質至暖氣核,以人為方式削弱颱風勢力,使其降至現有防災基礎設施能承受的範圍內。
「颱風瞄準(Typhoon Shot)」計畫正在研究一種控制方法,旨在切斷颱風的生成與發展機制。 —— 颱風科學技術研究中心 提供
「颱風瞄準(Typhoon Shot)」計畫正在研究一種控制方法,旨在切斷颱風的生成與發展機制。 —— 颱風科學技術研究中心 提供
「颱風瞄準(Typhoon Shot)」計畫於 2022 年被內閣府納入國家級專案「登月型研究開發計畫(Moonshot Research & Development Program)」的研究課題之一。其目標是「在 2050 年前,透過控制日益劇烈的颱風與豪雨,實現免受極端風水災害威脅的安全安心社會」。該計畫從氣象學、工程技術、影響評估,以及 ELSI(倫理、法律與社會影響)等多個視角展開調查與研究,以探索最佳的防災應對方案。
類似的計畫中,美國曾於 1947 年展開相關實驗。該實驗使用多架飛機在颶風眼外圍的雲層中撒布乾冰等物質。1969 年,研究人員向颶風「黛比」(Hurricane Debbie)釋放碘化銀,成功將風速降低 30%。然而,由於實驗可能導致颶風路徑偏移,進而引發預料之外的災害等風險,美國在同年決定中止該實驗。
Envato 提供
Envato 提供
然而,現今的颱風預測技術已大幅提升,對颱風機制的觀測與分析能力也有所進步。透過電腦模擬技術,科學家現在能夠更精確地驗證颱風控制的效果,降低實驗帶來的潛在風險。
自2012年代以來,日本國內的颱風研究逐漸活躍,其中橫濱國立大學等機構投入了大量研究資源。2021 年,該大學成立了日本首個專門研究颱風的機構——颱風科學技術研究中心(Typhoon Science and Technology Research Center)。該中心整合了氣象學、航空科學等多個學術領域,並透過產學合作建立跨學科的研究體系,以推動颱風控制技術的發展。
以令和元年(2019 年)第 15 號颱風(房總半島颱風)為模型進行的模擬顯示,若在颱風中投放上述冷卻物質,颱風中心的氣壓將上升 3~5 hPa(颱風減弱),風速則降低 1~3 m/s。雖然這些變化看似微小,但若換算成建築物受損程度,颱風經過的神奈川縣的災害影響可望減少 40%,展現出顯著的防災潛力。
Envato 提供
Envato 提供
當然,目前仍面臨不少技術挑戰,例如,目前尚未確立一種既安全又低成本的大規模冷卻物質投放方式,現階段只能依賴飛機來進行撒布。然而,隨著 2017 年日本時隔 30年再度進行颱風航空觀測等進展,「颱風瞄準(Typhoon Shot)」計畫正穩步推進,朝著實際應用的目標邁進。
「颱風瞄準(Typhoon Shot)」構想所描繪的2050年未來藍圖。
「颱風瞄準(Typhoon Shot)」構想所描繪的2050年未來藍圖。
在「颱風瞄準(Typhoon Shot)」計畫中,負責構建氣象控制理論並推動氣象控制技術研發的,是橫濱國立大學綜合學術高等研究院主任研究員、颱風科學技術研究中心主任——筆保弘德(Fudeyasu Hidenori)教授。他投身颱風研究已有約 20 年。然而,筆保教授回憶道:「在令和元年(2019年)房總半島颱風時,我親眼目睹了與20年前毫無二致的災害景象,深刻感受到我們的研究成果並未真正造福社會,內心充滿了挫敗感。」
筆保教授及其團隊不僅研究透過向暖氣核投放冷卻物質來削弱颱風勢力的方法,還在探索其他抑制颱風發展的技術,例如在海面佈撒界面活性劑,以減少水蒸氣的蒸發,從根本上阻斷颱風的發展機制。他們正在多方面推進研究,以實現更有效的颱風控制技術。
「颱風瞄準(Typhoon Shot)」計畫的另一項重要研究,是將受控颱風的風力轉化為可利用的資源。該構想計劃利用颱風的強風驅動無人船航行,並透過船底的螺旋槳旋轉來發電,將颱風視為可轉化為能源的「恩惠」,實現防災與能源開發的雙重效益。
關於海底發電,已經有一種試作模型,利用深海與表層海水的溫度差混合所產生的能量來發電。而筆保教授表示:「我們正在推動的計畫,是透過颱風的力量產生電力,並將其儲存於船上,直接運送到受災地區加以利用。」這一構想不僅能有效活用颱風能量,還能為受災區域提供即時電力支援。
「颱風瞄準(Typhoon Shot)計畫的目的並不是要完全操控颱風,而是透過削弱其風力與中心氣壓,使現有的基礎設施能夠承受其影響。我們的研究旨在為未來做好準備,讓人類在面對前所未有的颱風威脅時,擁有有效的防禦選擇。」 —— 橫濱國立大學綜合學術高等研究院主任研究員、颱風科學技術研究中心主任 筆保弘德
「颱風瞄準(Typhoon Shot)計畫的目的並不是要完全操控颱風,而是透過削弱其風力與中心氣壓,使現有的基礎設施能夠承受其影響。我們的研究旨在為未來做好準備,讓人類在面對前所未有的颱風威脅時,擁有有效的防禦選擇。」 —— 橫濱國立大學綜合學術高等研究院主任研究員、颱風科學技術研究中心主任 筆保弘德
筆保教授強調:「『颱風瞄準(Typhoon Shot)』計畫的目的並非完全操控颱風,而是透過稍微削弱其風力與中心氣壓,使現有的基礎設施能夠承受其影響。隨著研究的推進,我們希望當前所未有的颱風威脅來臨時,人類能擁有有效的防禦選項。」
為了進一步加速研究進展,筆保教授強調:「除了加強國際合作,未來也需要實現研究者的世代交替。」他表示:「這是一項著眼於50年、100年後未來的全球性研究,我們必須將其價值與魅力傳遞給年輕一代的研究者,讓他們接續推動這項重要的使命。」
撰文:大平譽子 編輯:北松克朗
首頁圖片提供:颱風科學技術研究中心
關於本篇報導的諮詢,請聯繫:jstories@pacificbridge.jp

***

留言


發佈

分享此文章
熱門文章