跨國陸海空科研

台菲VOTE計畫

文‧鄧慧純　圖‧林格立

2024 4月

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基於地緣關係，台菲兩國面臨的天然災害相似度高，又因全球氣候變遷，雙方都在極端氣候的暴風圈內。這樣的難兄難弟，促成台灣與菲律賓科研合作的契機。

像老朋友一般，台灣與菲律賓每兩年會有一次重要的聚會，自2007年開始的雙邊科技會議，即密切討論台菲在區域性合作的潛力與前景。2016年第五屆會議中，開啟雙邊在火山、海洋、颱風及地震領域協力研究，簡稱VOTE計畫，並成立VOTETWG（Volcano, Ocean, Typhoon, Earthquake Technical Working Group）常態性工作團隊。去（2023）年第八屆科技會議，鑒於出色的合作績效，決議2024年繼續啟動VOTE第三期的雙邊合作計畫。

互補的合作關係

其實，台、菲在氣象上的合作起源早於VOTE計畫。同處在西太平洋上，面臨颱風等劇烈性天氣系統，「尤其菲律賓，平均一年有20多個颱風進入菲律賓的經濟海域，登陸或穿越國土的約有九個，台灣大概是兩、三個。」交通部中央氣象署副署長馮欽賜一開口就說起兩國的休戚與共。根據歷史資料統計，更有超過50%影響台灣的颱風，會先路過菲律賓。

台灣大學大氣科學系名譽教授周仲島，則說起2009年台灣遭莫拉克（Morakot）颱風侵襲，造成極大的災損。當時他身任國家災害防救科技中心（NCDR）氣象組的召集人，就建議對劇烈天氣的動態特徵，要有更多的掌握，把颱風的預警時間往前，預測要更準，這樣才有足夠的時間來做準備。「從地理位置來研判，菲律賓是台灣的上游，若能加強跟菲律賓的合作，提早取得颱風經過呂宋島及附近海域的觀測資訊，對於台灣的颱風監測預報有很大的幫助。」

緣此，從2009年起，台灣陸續協助菲律賓興建15座自動化氣象觀測站、1座資訊顯示中心，以及高空觀測站等，提升雙方颱風動向預測能力，以減輕颱風帶來的損害。同年，台灣與菲律賓在APEC（亞太經濟合作會議）架構下共同成立了「APEC颱風與社會研究中心」，由周仲島擔任首任執行長，收集各國颱風資訊及研究成果，研究颱風對區域內社會經濟層面的影響。2016年啟動的VOTE計畫，更透過學界、雙邊氣象單位合作，讓雙方科研更向前邁進，並獲取菲律賓即時的雷達觀測，延伸往南之氣象監測能力。

馮欽賜指出，氣象預報背後其實是一個國家科技實力的綜合表現。

基於地緣關係，台菲兩國面臨的天然災害相似度高。圖為2023年同時侵襲菲台兩地之中度颱風杜蘇芮路徑，先途經菲律賓東部至北部海面，再大幅往北轉至台灣。（中央氣象署提供）

台灣與菲律賓藉由VOTE計畫，協助菲律賓建置氣象模型，並且培訓當地技術人員專業氣象預報能力。（中央氣象署提供）

從人員培訓到資料共享的雙贏

「氣象預報背後其實是一個國家科技實力的綜合表現。」馮欽賜說：「台灣在這部分發展比較先進，能夠輸出技術較多。」周仲島則指出菲律賓在地的人才，能處理的多是簡易氣候統計議題，而非複雜多變的劇烈天氣。氣候和天氣不一樣，天氣是指短時間內大氣的變化情形，具有多變性，「要做天氣的預測，必須具備即時快速資料處理與分析的能力。」

設在各地的觀測站，收集回來的資料複雜且細瑣，舉凡溫度、濕度、雨量、風速、風向、氣壓等等，除用來了解天氣現況外，都會盡量被納入氣象模型中演算，增進預報準確。馮欽賜解釋，這些資料如何處理、篩選及最佳運用，其實每個環節都是科學技術，也就是氣象專業中所稱的「資料同化」。

資料同化後，再匯入電腦氣象模型中。雖說全球的氣象模型有其通用性，但各地仍需依在地的氣象條件進行調校，才能愈趨近準確。台灣多年來分享台灣先進的颱風預報決策資訊系統，協助菲律賓氣象局（Philippine Atmospheric, Geophysical and Astronomical Services Administration, PAGASA）建置氣象模型，提升其颱風作業的效能，並且培訓當地技術人員在雷達降雨估計、海象預報模式及短期氣候預報的專業，經過數年已小有所成。部分雙方合作的成果，均可見於PAGASA的官網。

除了氣象專業外，周仲島把他在台灣與農業部農村發展及水土保持署合作的經驗帶到菲律賓，協助菲律賓預測山區裡面的降水暴雨。設置雨滴譜儀，收集近地面降雨微特徵資料，為建立即時土石流的預警系統建構奠基工作。

有來有往，菲律賓則分享在地的雷達、探空站即時資料數值，幫助台灣超前預測颱風走向，及更細緻的天氣預測。周仲島舉2023年的小犬（Koniu）颱風為例，「除了看颱風的走向路線，我們更注重颱風的結構，你看小犬颱風的雲雨結構南北不對稱，北邊幾乎是空的，南邊結構紮實，有了這樣的資訊，能讓我們在防災緊急應變與資源配置更有效率。」2016年的強烈颱風莫蘭蒂（Meranti），也是結合了台菲兩地的雷達資料，繪出完整的颱風雷達回波圖，第一手的資料，讓台灣對颱風侵襲可能帶來的災害，建置起完整的防禦機制。

另一方面，台灣因國際情勢的囿限，並非世界氣象組織（World Meteorological Organization, WMO）的成員，取得氣象資料較別人曲折費力，有了菲律賓第一手觀測資料的分享，能夠強化氣象監測與預測的精準。而菲國更常藉助國際組織參與，邀請台灣分享經驗，認識國際友人，這樣的互惠來往，是雙贏的實績。

周仲島協助菲國設置雨滴譜儀，收集近地面降雨微特徵資料，為建立即時土石流預警系統建構奠基工作。

結合了台菲兩地的雷達資料，繪出2016年強烈颱風莫蘭蒂完整的颱風雷達回波圖。（中央氣象署提供）

莫拉克颱風對台灣造成極大損害。周仲島當年建議，與菲律賓合作，提早取得颱風經過呂宋島及附近海域的觀測資訊，對台灣的颱風監測預報將大有助益。

海底的跨國合作

拜訪中央大學地球科學院院長許樹坤，他同時也是國科會台灣與菲律賓VOTE TWG主席。他說：「我的研究主要是用物理的方式檢驗地球，只是我的工作大部分都是在海上，又叫做海洋地球物理。」舉凡要鋪設海底電纜、離岸風機要立在海床，或是測量黑潮能、海上探油，或是水下文化資產要打撈，需先調查海床的結構，都是他的專業範圍。更進一步，「很多地震發生在板塊隱沒帶、海溝的地方，板塊隱沒在水裡面，要知道海溝的地質結構，也是靠我們去調查。」

想知道海底地質的狀態，不可能把海水抽乾，或像摩西分海那樣，科學家是借助聲納為工具。許樹坤說明，電磁波在海水裡面很快就衰減，可是聲音可以傳很遠，把聲波打入水裡，藉由聲波的折射反射，推敲地層結構的情況。如果地層有不連續的現象，表示有外力作用，曾讓地層改變了，也代表此處曾發生過大地震的紀錄。「必要時再取岩芯，採裡面生物身體的殼，有碳可以定年，就可以知道這地方發生過什麼事情。」

解答了我們對研究方法的好奇，許樹坤說起台菲VOTE計畫目的之一就是想了解，從琉球到台灣、菲律賓之間馬尼拉海溝隱沒帶的海底地形。「從日本琉球到台灣再到菲律賓，其實我們都共同處在菲律賓跟歐亞板塊聚合邊上，我們是共同體。」許樹坤解釋，板塊的隱沒帶經常是產生地震的所在，然而，馬尼拉海溝的實際情況，資料還停留在20多年前，早期的資料粗略，馬尼拉海溝是否曾發生大地震及海嘯，尚未有清楚的解答。

而今，透過VOTE計畫的合作，許樹坤的團隊藉由聲納反射的剖面解讀，發現海底沉積物有明顯被擠壓，甚至斷裂。這暗示了馬尼拉隱沒帶在歷史上曾經發生過幾次板塊與板塊間錯動的大地震。調查地層結構幫助我們想像推測，過去發生了什麼變動，如果地層有不連續的現象，代表它已經變動過一次，經過堆積又有斷層，則代表地震不只發生過一次。以科學實證為鑑，科學家們試圖提出預警，「只是科學研究都是一種預測，我沒辦法告訴你什麼時候會發生，但是可以透過調查告訴你這邊曾經發生，所以再發生的機率很高。」

「這也是我們跟菲律賓合作一個很大的契機，這個研究可以幫助大家互相了解。台灣在東南亞的海洋研究走得較前進，投入這項跨國研究，可以嘉惠鄰國，也幫助我們了解自己。」許樹坤語意深長地說。

許樹坤專長為海洋地球物理，他研究馬尼拉海溝的地體構造，為災變提出預警。

台灣在東南亞的海洋研究走得較前進，投入跨國研究，可以嘉惠鄰國，也幫助我們了解自己。圖為台灣的海洋研究船勵進號。（許樹坤提供）

利用空氣槍造成聲波，聲波向下傳遞穿過地層後反射訊號得知地層構造。該圖是跨越馬尼拉海溝（Manila Trench）的地質探測結果。（許樹坤提供）

想了解台灣，必須要去菲律賓

「氣象研究像是空軍，許樹坤老師的研究是海軍，那我就是陸軍。」拜訪中正大學地球與環境科學系教授李元希，他一口簡單的比喻，把VOTE計畫先定位分工，再說起自己的研究興趣，「我很喜歡研究造山運動，像台灣的山怎麼形成？我們所處的歐亞大陸邊緣，從新生代，約6,500萬年以來，從當時到現在整個的演化過程、板塊是怎麼運動的？」

台灣島的形成是菲律賓海板塊與歐亞板塊碰撞擠壓的造山運動，那當初，在哪個時間點？板塊如何運動？整個的演化過程，是李元希想更細緻探究的。「事實上對於板塊移動的模型有很多不同的見解。只是一個地質理論，如果不被測試，到底對不對就是各說各話了。對我而言，很重要的，就是去驗證一下我們自己所建構的模型是否正確。」這也是他加入VOTE計畫原因，不遠千里跑到菲律賓、日本等地去找證據。「如果三個地方顯示了一樣的證據，那這個模型正確的機率就很高。」

他先聊起到菲律賓岷都洛島（Mindoro）的研究，指出這菲律賓第七大島居然與台灣有不可思議的相似，島中央同樣有山脈縱貫，只是台灣高山有到4,000公尺，岷都洛島只有2,500公尺，而且同樣在東部可找到相似的花崗岩。以往學界對於岷都洛島造山的時間有不同見解，在李元希的研究中發現，岷都洛島與台灣島兩者造山運動時間幾乎是一樣，在3,700萬年前，台灣跟岷都洛島有一樣的生成條件跟歷史，這也是兩者會如此相似的原因，「所以我覺得做這個研究好玩的地方就是，發現它原來就在一起，原來就是我們的兄弟。」

他再說起另一個島嶼的秘密，「你知道，台灣的海岸山脈其實是呂宋島弧嫁過來的嗎？」他秀出板塊移動模型，看著各板塊如何運動，一邊解釋，「台灣除了有造山運動自身隆起的部分，還有一部分是呂宋島弧過來聚合，我們的海岸山脈其實是呂宋島弧的一部分，所以去菲律賓研究的話，可以更了解到整個呂宋島弧的演化歷史，可以更了解台灣的海岸山脈。」

兩個線索都如李元希常對學生說的，「要了解台灣，只從台灣來了解，沒有辦法全面。因為地質演化的過程中，很多的訊息其實並沒有留在台灣，你必須跑到日本、菲律賓。」一語道出了世界本一家的共融之道。