陳奕穎Chen, Yi-Ying

研究興趣

陳博士的研究主要著重於了解地表與大氣之間的交互作用,以及地表環境改變對氣候系統之影響。 研究所採取的策略為:透過現地觀測獲取真實地表通量資料,並適時發展參數化方案來詮釋陸地與大氣之間的生物物理/化學過程,再依據擬定的參數化方案來建立模式;建模完成後再透過因子實驗去探討各種環境擾動;對大氣所造成之衝擊與回饋。這些環境擾動包括了:人為土地利用改變 、森林管理/經營策略(砍伐、植林)之調整、颱風、乾旱、火災、蟲害與火山噴發等自然災害。模式發展方面:目前已成功的發展了一個可以直接反應颱風所造成地表植被破壞的強風災損模式,該模式將與高解析度之大氣模式耦合來探討暖化氣候情境下,颱風對地表植被破壞所產生之大氣反饋 (增溫或減溫)。 資料處理方面:整合了中研院GIS專題中心的歷史圖資與SPOT衛星影像重建了台灣過去一百一十年來的地表變遷資訊。該資料已應用於探討台灣在過去數十年來地表覆蓋變化對區域環境改變所造成之衝擊 (與TCCIP合作)。除了探討區域性的地表覆蓋之外,陳博士亦積極參與台灣地球系統模式之發展與應用,將依據全球土地利用/覆蓋變化計畫 探討全球氣候系統在不同社會經濟情境演變下受地表覆蓋變化影響之程度。

代表著作

Chen, Yi-Ying* and Luyssaert, S. (2022): Tropical cyclones facilitate recovery of forest leaf area from dry spells in East Asia, BG Letters, Abstract  Journal selected as highlight paper  

Chen, Yi-Ying*, Huang, W., Cheng, C.-T., Hong, J.-S., Yeh, F.-L., Luyssaert, S. (2022): Simulation of the impact of environmental disturbances on forest biomass in Taiwan, JGR-Biogeosciences, 127, e2021JG006519. Abstract 

Chen, Yi-Ying*, Huang, W., Wang, W.-H., Juang, J.-Y., Hong, J.-S., Kato, T., Luyssaert, S., (2019): “Reconstructing Taiwan's land cover changes between 1904 and 2015 from historical maps and SPOT images, Scientific Reports, 9, 3643. Abstract

Luyssaert, S.*, Marie, G., Valade, A., Chen, Yi-Ying, Djomo, S.N., Ryder, J., Otto, J., Naudts, K., Lansø, A.S., Ghattas, J. and M. McGrath (2018): Trade-offs in using European forests to meet climate objectives, Nature, 526, 259-262. Abstract 

Chen, Yi-Ying*, Gardiner, B., Pasztor, F., Blennow, K., Ryder, J., Valade, A., Naudts, K., Otto, J., McGrath, J. M., Planque, C., Luyssaert, S., (2018): “Simulating damage for wind storms in the land surface model ORCHIDEE-CAN (revision 4262)”, Geoscientific Model Development, 11, 771-791. Abstract

Chen, Yi-Ying*, Ryder, J., Bastrikov, V., McGrath, M. J., Naudts, K., Otto, J., Ottlé, C., Peylin, P., Polcher, J., Valade, A., Black, A., Elbers, J. A., Moors, E., Foken, T., van Gorsel, E., Haverd, V., Heinesch, B., Tiedemann, F., Knohl, A., Launiainen, S., Loustau, D., Ogée, J., Vesala, T., Luyssaert, S., (2016): “Evaluating the performance of the land surface model ORCHIDEE-CAN v1.0 on water and energy fluxes estimation with a single- and multi-layer energy budget scheme”, Geoscientific Model Development, 9, 2951-2972. Abstract 

Chen, Yi-Ying* and Li, Ming-Hsu, 2016, “Quantifying rainfall interception loss of a subtropical broadleaved forest in central Taiwan”, Water, 8(1), 14, 1-19. Abstract

Naudts, K.*, Chen, Yi-Ying, McGrath, M., Ryder, J., Aude, V., Juliane, O., Luyssaert, S., (2016): “Europe’s forest management did not mitigate climate warming”, Science, 351(6273), 597-600. Abstract

Chen, Yi-Ying, Chu, Chia-Ren, Li, Ming-Hsu*, (2012) :“A gap-filling model for eddy covariance latent heat flux: Estimating evapotranspiration of a subtropical seasonal evergreen broad-leaved forest as an example”, Journal of Hydrology, 468, 101-110. Abstract

重要研究與突破

熱帶氣旋對東亞森林的正面幫助更勝負面衝擊 (Chen and Luyssaert, BGD, 2022) 。整合高時、空解析的衛星(葉面積)觀測資料、颱風路徑、地表風速、雨量資料與乾旱指標,以Meta data的方式針對過去20年580熱帶氣旋組合進行分析,藉以了解氣旋活動對於東亞森林植被綠覆蓋度變化的貢獻。所獲得的結果為:颱風所帶來的強風與豪雨破壞森林植被的占比為14 %,但出乎意外的是其所帶來的正面影響超越了負面的比例約占31 %。而絕大多數事件(55 %) 顯示森林生態系統已適應了常年的風災擾動。陳奕穎 與 塞巴斯安.呂薩 (Sebastiaan Luyssaert) 指出過度的強調熱帶氣旋的破壞能力,容易讓我們對環境擾動對生態系統之衝擊產生認知上的偏差,忽略了熱帶氣旋對森林生態系統是有幫助的觀點。若以行星尺度的角度切入,熱帶氣旋扮演著將低緯度水氣輸送至中緯度的角色。在東亞地區,尤其是產生在夏末、初秋的氣旋活動可以緩解缺水窘境。在日趨暖化的人類世,地球系統模式預測將會有較多之颱風行經中緯內陸、甚至強化季風槽區,此一變化也將可以提升溫帶森林對抗夏季高溫,增強其適應氣候變化的韌性。

台灣本島的森林碳儲蓄量在近期穩定成長中 (Chen et al., JGR-Biogeosciences, 2022)。透過模式模擬與不同的因子實驗 (二氧化碳施肥、土地利用改變、風災與乾旱)之設計了解台灣過去40年間不同環境之擾動因子對於森林碳儲蓄量所產生之衝擊。其中,二氧化碳施肥、平地造林與森林活化為正向貢獻;風災與旱災的效益則是負貢獻,但各擾動因子發生的時序有所不同。最重要的研究發現是台灣本島之森林受「颱風所帶來的強風災害損失量」與「台灣森林的年淨吸存量」約在同等量級;換句話說,若模式未考量強風災害將會高估台灣林地地上部的碳儲蓄量。延伸閱讀

建置台灣過去一百一十年地表變遷資訊,強化國內外學者與民眾對於台灣本土環境變遷之了解 (Chen et al., Scientific Reports, 2019) 。研究中重現了台灣過去一百一十年的地表變遷資訊,此資訊已開放學界使用並持續更新,亦可提供全球地表重建計畫使用。台灣西部原始草原逐漸由都市取而代之,內陸水體與農田則是在1980年達到高峰,其間因林業開發導致森林面積退縮至60百分比。都市逐漸占據台灣西部平原,成為北、中、南三大區位,占全島10百分比以上。隨著綠色革命與飲食習慣改變,農田逐漸退縮至20百分比,退縮區位由都市或森林取而代之。若以農地-人口模式反推台灣地表覆蓋情況恐面臨失真。 資料下載

突破傳統動態植被模式使用背景死亡率描述地表植被受環境擾動之影響,改以能即時反應劇烈天氣事件所產生之動態死亡率來描述地表植被受風災擾動之影響 (Chen et al., GMD, 2018)。陸表模式中風暴模組之開發、模式可準確推估森林臨界風速與林木受損材積量。以瑞典地區做為模式之檢定與驗證 (模擬期間1950年至2010年)、並驗證風暴所引發之地物特徵改變 (地表反照率與粗糙度),蒐集法國氣象局在2009年Klaus風暴事件前後在法國西南岸森林 (les landes) SPOT衛星反演地表反照率的變化進行模式驗證。目前亦嘗試將模式應用在台灣地區以單一颱風事件進行模式之調整並使用衛星資料進行驗證。個人在未來計畫中嘗試將此陸表模式耦合至高解析度大氣模式,未來將可提供全球暖化情境下,了解颱風對於陸域森林生態系統之干擾與大氣反饋。

2022 Summer Internship  
Topic 1:  Challenges and Opportunities of Agricultural Land in Taiwan under two Selected Shared Socioeconomic Pathways (SSPs)/李泱儒 (Now at 國立成功大學)梁奕如 (Now at NCCU)
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Topic 2:  Using SPOT Images to Identify the Shoreline Changes over the Coastal Area in East Taiwan/陳品妤 (Now at UBC)
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  • 博士後研究
    新加坡國立大學
    土木工程學系 (2016)
  • 研究工程師
    皮爾-西蒙.拉普拉斯研究所
    環境與氣候實驗室 (2014)
  • 博士
    國立中央大學
    水文與海洋科學研究所 (2012)

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