吳俊傑Wu, Chun-Chieh

研究興趣

吳俊傑教授在大氣科學領域的傑出貢獻,可歸納為三大面向(1)颱風飛機觀測與颱風標靶觀測理論;(2)颱風與海洋之海氣交互作用;(3)颱風動力:運動 /強度與眼牆/降雨與氣候變遷。吳教授是一位在颱風研究領域的知名學者,領導國內及國際研究與觀測實驗皆有突破性成果、並發揮重要學術影響,對於颱風災防亦有具體貢獻。

代表著作

Wu, C.-C.*, W.-T. Tu, J.-F. Pun, I-I Lin, and M. S. Peng, (2016): Tropical cyclone-ocean interaction in Typhoon Megi (2010) - A synergy study based on ITOP observations and atmosphere-ocean coupled model simulations. J. Geophys. Res., 121, 153-167. doi:10.1002/2015JD024198 

Wu, C.-C.*, Y.-H. Huang, and G.-Y. Lien, (2012): Concentric eyewall formation in Typhoon Sinlaku (2008) – Part I: Assimilation of T-PARC data based on the Ensemble Kalman Filter (EnKF). Mon. Wea. Rev., 140, 506-527. doi: 10.1175/MWR-D-11-00057.1

Wu, C.-C.*, C.-Y Lee, and I-I Lin, (2007): The effect of the ocean eddy on tropical cyclone intensity.  J. Atmos. Sci., 64, 3562-3578. doi: 10.1175/JAS4051.1

Wu, C.-C.*, J.-H. Chen, P.-H. Lin, and K.-S. Chou, (2007): Targeted observations of tropical cyclone movement based on the adjoint-derived sensitivity steering vector. J. Atmos. Sci., 64, 2611-2626. doi: 10.1175/JAS3974.1

Wu, C.-C.*, T.-H. Yen, Y.-H. Kuo, and W. Wang, (2002):Rainfall simulation associated with Typhoon Herb (1996) near Taiwan. Part I: The topographic effect. Wea. and Forecasting, 17, 1001-1015. doi: 10.1175/1520-0434(2003)017<1001:RSAWTH>2.0.CO;2

Huang, Y.-H., M. T. Montgomery, and C.-C. Wu*, (2012): Concentric eyewall formation in Typhoon Sinlaku (2008) – Part II: Axisymmetric dynamical processes. J. Atmos. Sci., 69, 662-674. 

Wu, C.-C.*, G.-Y. Lien, J.-H. Chen, and F. Zhang, (2010): Assimilation of tropical cyclone track and structure based on the Ensemble Kalman Filter (EnKF). J. Atmos. Sci., 67, 3806-3822. 

Wu, C.-C.*, T.-S. Huang, W.-P. Huang, and K.-H. Chou, (2003): A new look at the binary interaction: Potential vorticity diagnosis of the unusual southward movement of Typhoon Bopha (2000) and its interaction with Typhoon Saomai (2000). Mon. Wea. Rev., 131, 1289-1300.

Wu, C.-C.*, and Y. Kurihara, (1996): A numerical study of the feedback mechanisms of hurricane-environment interaction on hurricane movement from the potential vorticity perspective. J. Atmos. Sci., 53, 2264-2282. 

Wu, C.-C.*, and K. A. Emanuel, (1993): Interaction of a baroclinic vortex with background shear: Application to hurricane movement. J. Atmos. Sci., 50, 62-76. 

重要研究與突破

颱風飛機觀測及颱風標靶觀測理論  2003年起,吳教授領導建置西北太平洋地區第一個颱風飛機投落送觀測(DOTSTAR),又名追風計畫,並且於2008年與美、日、德、韓國際學者,共同領導世界氣象組織THORPEX-PARC颱風觀測實驗,開啟以四架不同功能大型研究飛機(DOTSTAR, Falcon, C-130, P-3)同步探測西北太平洋颱風,獲取關鍵颱風資料及研究成果發表。DOTSTAR自2013年起轉移至中央氣象局作業化,投落送原位觀測資料成為中央氣象局颱風暴風結構即時作業分析之重要依據。吳教授亦指導日本研究團隊及香港天文台自2016年起,分別建置其颱風飛機觀測平台,並且成功合作進行臺日及臺港聯合颱風飛機觀測,對亞洲及全球颱風分析與預報有重大貢獻。

吳教授提出創新標靶策略,以共軛模式計算出颱風觀測之敏感區域 (ADSSV, Adjoint-Derived Sensitivity Steering Vector),在現有的各種策略性(標靶)觀測理論中,最能直接反應颱風移動駛流。此理論利用矩陣原理與共軛模式特性,計算出駛流向量對於初始渦度場的敏感度,並以一簡單向量(ADSSV)呈現、兼具數學與動力理論,且有助於颱風觀測之標靶設計。驗證研究顯示,2003-2009年期間追風計畫針對35個颱風所獲得的751筆投落送標靶觀測資料可改進美國大氣及海洋總署的全球預報系統(GFS)之48-120小時颱風路徑預報達20%(統計顯著達95%)。

颱風與海洋之海氣交互作用  創新提出海洋暖渦對颱風強度增強的正面回饋作用,並率先設計海洋暖渦回饋的無因次參數,以量化評估主要物理參數(如颱風移速、海洋混合層厚度、海洋分層熱力結構等)對於颱風與海洋交互作用的影響。2010年吳教授與美、日科學家合作共同主持ITOP (Impact of Typhoons on the Ocean in the Pacific)颱風海洋交互作用國際觀測實驗,成功結合臺灣DOTSTAR及美國兩架C130飛機,及採用臺、美、日等國的海洋研究船及浮標,針對西北太平洋颱風共同進行前所未有的大氣與海洋聯合觀測,並提供嶄新的科學驗證,指出海洋結構及海氣通量在颱風結構與強度變化中所扮演的角色,對於颱風海氣交互作用的原理具有重要科學啟發。

颱風動力

颱風運動:吳教授是以位渦(potential vorticity)觀點探討颱風動力的先驅學者,創先提出斜壓環境渦旋垂直耦合交互作用對颱風運動的影響機制,並首度透過位渦反演,量化評估颱風駛流與大尺度動力系統的關係,包括雙颱互繞(Fujiwhara effect)的全新物理詮釋架構。

颱風強度與眼牆動力:此為吳教授另一的理論研究,為颱風雙眼牆形成(Secondary Eyewall Formation)的動力機制提出新典範,即累進的邊界層作用促成雙眼牆形成的新控制途徑:當颱風增強並外擴時,在其超梯度風區域中,非平衡邊界層反應扮演集中與維持對流的角色,進而導致颱風內核以外區域的結構改變及新眼牆形成。在颱風快速增強(Rapid Intensification)、以及對流爆發角色等研究領域,吳教授亦有重要的新發現。

颱風降雨與氣候變遷:吳教授建構颱風初始化方法,針對颱風渦旋設計獨特的新觀測算符,創新以EnKF(Ensemble Kalman Filter)技術將颱風路徑與風場結構同化至數值模式中。透過數值實驗,釐清地形對颱風影響的通道效應(channel effect),並以高解析度數值模式同化與(系集)模擬颱風降雨,探討臺灣地形的多重角色、颱風降雨機制及其不確定性與可預報度,為此領域之重要里程碑,對於颱風災防有重要影響,並引領國內外更多後續研究工作。針對秋颱遠距降雨機制,即南海颱風與東北季風及鋒面系統之共伴環流效應,吳教授透過Monsoon mode 及topographic mode提出清晰的銓釋機制。另外,台灣擁有超過400座全世界最高密度之自動觀測雨量站,吳教授透過統計分析數十年來所量取的侵台颱風降水資料,釐清台灣颱風降水之長期變化趨勢,以及雨量資料的代表性與長期統計結果的可信度,對台灣極端劇烈降水與氣候變遷之關係,提供重要啟示。

  • 現職:
    教授
    臺灣大學
    大氣科學系
  • 博士
    美國麻省理工學院
    地球、大氣及行星科學系(1993)
  • 學士
    國立臺灣大學
    大氣科學系(1986)

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