跳到主要內容
:::
照片-李明安特聘教授

重生之海

以恢復海洋生命力為使命李明安特聘教授

衛星遙測,是一種利用搭載在人造衛星上的儀器,從距離地球表面數百至數千公里的高度,收集地球表面資料的技術。這項技術可以用在監控氣候與環境的變化、監控災害發生以及應變對策,也可以用來作為規劃以及管理城市、道路時的參考,還有更多軍事、生態、能源⋯⋯方面的應用。海洋大學出身、任教,對海洋與環境的保育充滿熱情,現任海洋大學副校長的李明安教授,則將衛星遙測的技術,運用到了海洋上。

原本有志於資工相關學系的李教授,自從進入漁業系以來,便一直試著將資訊分析導入漁業研究。而在博士班時期,因為對於氣候變遷、海洋環境變化與漁業發展之間的關聯有興趣,因此順水推舟的,將資訊分析作為研究方法,讓科技解密環境資訊,促成了日後以衛星遙測技術監控海洋的研究計畫。近年來,李教授更帶領學生,長期追蹤、分析氣候變遷對三大洋鮪旗魚類漁況的影響,不僅可以為管理單位提供實用的建議,也協助漁民探勘漁場,維護海洋生態,確保永續漁業發展。

氣候變遷加劇,海洋溫度節節高升

近年來,全球氣候變遷對海洋及生態變動的影響日益加劇,臺灣周邊海域的溫度更是快速升高,改變了我國的沿海生態和漁業環境。例如過去是臺灣沿海地區最重要的漁獲——鯖魚,在 1970 年代時一天能捕撈至上百噸。當時作為鯖魚捕撈重鎮的宜蘭南方澳,仰賴鯖魚建立起了龐大的產業鏈,甚至使南方澳一度成為全世界人口密度最高的區域。但現在鯖魚的漁獲量不只越來越少,鯖魚的體長也越來越小。根據調查研究顯示,臺灣東北部海域的花腹鯖最大體長,已從 1970 年代的 44.95 公分,降至 2010 年的 37.01 公分。在 2020 年,臺灣也發生了海洋熱浪現象,造成臺灣史上規模最大的珊瑚白化事件,從墾丁、綠島、蘭嶼、小琉球,甚至一直北上到東北角海岸,都出現大批的珊瑚白化。除此之外,漁場位置改變、海水酸化,甚至引發新的疾病和寄生蟲等等,都是海水溫度上升所帶來的威脅,除了影響海洋生物的生存和健康,也對臺灣漁業造成巨大的衝擊。

圖片:南方澳曾經是鯖魚重鎮,近年因為漁獲量減少而快速萎縮。

圖說:南方澳曾經是鯖魚重鎮,近年因為漁獲量減少而快速萎縮。

以衛星遙測技術監控海洋,全球發展中

「由於全球暖化的加劇,海表溫度不斷上升或海流改變等,均可能影響或改變魚類的洄游與分佈。所以,如何事先評估環境因素對魚類資源的潛在影響,就變得相當重要。」李教授提到。有感於此,李教授長期投入三大洋漁況的監測、分析,希望能夠透過實際收集第一手資訊,為海洋的未來盡一份心力。但要如何迅速、大範圍並且有效率的持續進行海洋環境的監測,讓這些資訊成為海洋生態研究的重要幫手?李教授認為,「衛星遙測」是個好主意。「1971 年,美國率先使用衛星資料在漁業產業上,透過遙測資料的使用,使得美國鮪漁船減少 25% 至 40% 搜尋魚群的時間。

再加上海洋水色衛星(如 SeaWiFS)在海洋表面進行葉綠素濃度的估測,以及美國國家大氣和海洋管理局(NOAA)安裝在極軌道氣象衛星上的高級超高解析度輻射計 AVHRR(Advanced Very High Resolution Radiometer),即時性增高等進步,海洋資料已逐漸可透過 GIS 系統進行整合,監控漁船動態及漁業資源的關係。」 李教授提到,自從上個世紀 50 年代開始,美國就投入大量資源,研究和發展衛星遙測技術,到了 60 年代,更成功發射了一系列氣象衛星,如 TIROS(Television Infrared Observation Satellite)和 Nimbus(雲層)等。因為有了這些衛星,為研究地球大氣和海洋的科學家們,提供許多重要的數據。隨後,衛星遙測科技的好處也迅速擴散至全球,前蘇聯、歐洲、日本和中國等國家,紛紛開始研究和發展自己的衛星遙測系統,並將其應用於海洋監測。在這一波浪潮中,臺灣雖然沒有自己的衛星,但也沒有缺席。

AVHRR 具有以下特點:
  • 高分辨率:AVHRR 的空間解析度為 1 公里,能夠獲得細緻的地表特徵信息。
  • 多頻道觀測:AVHRR 具有 5 個或 6 個光譜頻道,涵蓋可見光、近紅外和熱紅外波段,可用於多種遙感應用。
  • 高時間分辨率:由於 AVHRR 安裝在極軌道衛星上,每日可以觀測地球表面多次,提供高時間分辨率的遙感數據。
  • 長時間序列:AVHRR 自 1978 年以來一直在運行,為研究地球氣候變化和環境變遷提供了長時間序列的遙感數據。
AVHRR 所收集的遙感數據在全球範圍內被廣泛應用於氣象、環境、農業和海洋等領域,對於瞭解地球環境變化和提高人類生活品質具有重要價值。

「雖然我們沒有自己的衛星,但是我們可以和別人合作,或者取得一些公開的衛星收集的數據,然後加以分析、轉化,成為國內海生態和漁業發展的重要資訊。」李教授長期透過美國國家大氣和海洋管理局、美國海軍海洋局、美國太空總署、夏威夷大學的亞太數據中心、歐洲中期天氣預報中心⋯⋯等單位的公開數據,經過計算和分析成為有用的資訊,再配合臺灣鮪延繩釣協會作業船之實船測試,在日積月累之下,得到了三大洋海況最完整的資料,例如三大洋主要經濟鮪旗魚釣獲率變動特性解析,也幫助政府還有漁民,了解 2009 至 2016 年大西洋黃鰭鮪、大目鮪與長鰭鮪及印度洋劍旗魚漁場海洋環境變異特性,更建立起鮪旗魚漁海況預報模式。每一項成績,都是為了海洋永續而努力,也都見證了李教授願意持續付出的熱情。

每個英雄背後,都有一個默默付出的夥伴

「海洋監測看起來很枯燥,實際上也是真的很枯燥(笑),每天做一樣的事情,面對的都是一些數字變化,就這樣而已。但這些無聊的數據事實上非常重要——少了這些數據,我們對海洋的掌握就等於零,更別提任何改變、發展,甚至任何全盤的規劃或策略。」面對保護海洋資源的挑戰時,李教授的角色就像是英雄電影中,那個坐在房間裡負責提供資訊的夥伴,告訴英雄在什麼地方要轉彎,哪個角落要小心壞蛋。有了他長期的研究和追蹤,才能夠給予管理單位更新型的決策建議,也能讓更多民眾感受到保護海洋的刻不容緩。同時,李教授更希望在未來,透過一個又一個的研究計畫,培育出更多優秀的海洋科學家,一起為全球海洋資源的永續發展作出貢獻。「氣候變遷是不會停止的,常常也是不可逆的。我覺得,身為一個有能力參與研究的人,就是把重心放在怎麼改善問題,或者不要再惡化下去,甚至只是減緩影響的速度都好,能做多一點、做久一點,都比較不會太對不起未來。」李教授樸素而隆重的,為海洋、漁業,甚至這個地球許下他的承諾。

圖片來源:以上圖片由 李明安特聘教授提供。

*操作提示:[ESC]:關閉視窗,[↑][↓]:上下捲動
關閉