2015年1月1日

明星研究船-海研一號

海研一號是臺灣第一艘專為海洋研究而興建的研究船,30年來不斷默默地、忙碌的刻劃著臺灣海洋研究向前邁進的痕跡。

作者/詹 森(任教臺灣大學海洋研究所)
(范光龍 攝影)

初夏的午後,嘈雜的會議室內坐滿了人,一名中年男子皺著眉頭發言道:「我們整合計畫十幾個主持人,申請30天已經很精簡了,現在被砍成20天,很多工作都排不進去了,掌門人能不能協調加5天回去?」語畢四周響起喃喃附和的聲音。被稱為掌門人的學門召集人尚未回應,另一名主持人卻起身說道:「話說回來,」他清了清喉嚨,「20天其實已經不少了。你們整合計畫就不能整合的更好一點兒,然後讓出一些天數給其他人嗎?」話中還以手勢強調整合二字。眼看臺下的發言有升溫的趨勢,臺上的召集人揮舞雙手安撫大家道:「好好好,待會兒各計畫的申請安排檢視一遍後,我們再斟酌好不好......」

類似的場景其實每年六月都會在臺北科技大樓內的會議室上演一次,來開會的人是科技部(原國科會)海洋學門申請用研究船的各計畫主持人,而會議中大家斤斤計較的就是海研一號下年度的探測船期。海研一號是臺灣第一艘專門為海洋探測及教學所建造的研究船,它每年的船期安排,就如同廣告明星的工作檔期總是有多家廠商競標,也是要經過多方協調才能產生。不過不同於明星人氣莫名地快速起落,轉眼間海研一號已經默默地伴隨海洋研究學者們,度過30年的歲月。
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海研一號於1984年9月完工全長50公尺、重800噸
每年約30~40個航次,航跡總長度已達168萬公里,相當來回地球、月球兩趟的距離
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傳承
海洋探測在現今科技下,仍然相當程度地倚賴研究船提供的資料。一艘研究船就如同一個可以在海上移動的研究基地,專門為了執行科學計畫而航行於海上。臺灣四面環海,既鄰接太平洋也靠著亞洲邊緣海,附近海底地形與流場相當複雜,無論在海洋物理、化學、生物、地質和地球物理等各方面,都有非常豐富的現象值得探索。除此之外,在漁業調查、能源探勘和知識教育等方面,臺灣也亟需提升競爭力。有鑑於此,我國於1960年代開始利用研究船進行海洋探測,1965年9月起,由掃雷艦改裝的「陽明艦」,對臺灣東邊的黑潮進行連續4年的水文調查。隨後於1969年底,海軍接收了美國海軍的艦隊拖船USS Geronimo號,裝修完成後命名為「九連艦」,用於海洋研究及測量,1970年曾進行南海探測並遠行至曼谷。1971年九連艦進入臺船基隆廠進行裝修,不但擴建了研究室還添加許多新型儀器設備。同年,海軍移交九連艦給國科會供學界使用,國科會則指定由臺灣大學海洋研究所負責運作及管理,於是「九連艦」改名為「九連號」,船身也由灰變白,從此我國進入了將研究船納入學校體系,協助海洋調查與教學的時代。

隨著九連號船齡增長,船上的設備逐漸老舊,政府於是在1983年撥款委託位在挪威西岸卑爾根(Bergen)的米蘭造船廠,建造新研究船,並命名為「海研一號」,以接續九連號的工作,其運作仍由臺大海洋所統籌管理。

海研一號的驗船工作在卑爾根附近的峽灣進行,除了檢驗及熟悉海研一號的性能,研究人員也測試各種探測儀器的功能。臺大海洋所范光龍教授談起當年海研一號試航的情況,對新船潔白的船身行駛在北歐寧靜的峽灣的美好景象仍然難以忘懷。10月6日交接完成後,隔天海研一號便由挪威啟程返臺,沿著歐洲北海岸南下,接著通過英吉利海峽,途中曾停靠德國漢堡、英國普利茅斯等地,與當地的海洋研究機構洽談學術合作計畫。而歷經北海險惡風浪、暈得七葷八素的教授們,則在結束法國海洋開發中心的訪問行程後搭機返國,船員們則駕著新船繼續平行歐非海岸線往南。海研一號抵達南非開普敦時,外交部還特別為新船舉辦了一個歡迎酒會。隨後海研一號再度出發,繞過南非好望角後,轉向東北橫越印度洋,於1985年1月初抵達新加坡。

在新加坡等候的是臺灣派出的15人接船小組,由5名教授與10名技術人員組成,主要任務就是為海研一號安裝更多探測儀器。當時待安裝的儀器裝滿了兩個貨櫃,在新船進港前由臺灣運抵新加坡,這些儀器有些是拆自九連號,有些則是新購,全得由小組人員動手安裝到新船上,還必須進行測試,以確定儀器安裝正確且資料收集無誤。屬於接船小組一員的王冑教授在回憶起新船的情況時,熱烈的語氣讓人不難感受到小組當年全心投入工作的樣子。

在短短10天之內小組人員就迅速地完成整備,於是海研一號再度啟程,這次取道南海北上,沿途也畫定多點測站進行水文、漁業及礦藏調查。有趣的是,在這次航行中,首次搭乘海研一號的人大多暈船暈得一塌糊塗,可能的原因是太久沒出海了,畢竟這段航程間隔九連號最後一個航次已有半年以上的時間,研究人員無奈地必須重新適應海上生活。海研一號一路向北抵達太平島附近海域後,先與海軍的補給艦會合,然後由海軍護送回臺灣。在繞過了大半個地球,歷經了3個月又16天的航行之後,海研一號終於在1985年1月24日來到臺灣,國科會還特別舉辦了首航返國歡迎酒會,當時政府對海研一號可挺重視的。

海研一號回國後就以高雄為母港,於當年4月開始投身我國的海洋研究工作。在1985至1993年間,國內海洋探測的任務主要便是由海研一號執行,其後在1993年陸續加入了我國自行建造的海研二號與三號研究船,分別由國立海洋大學與國立中山大學負責維護與運作。2012年海研五號更是銜著各界的期待下水,加入我國海洋探測之列(2014年10月10日沉沒於澎湖東方海域)。

設備與人員編制
海研一號的船體設備與人員編制為一般研究船的標準配置。在固定儀器設備上,配有全球衛星定位系統、衛星網路通訊系統、重力儀、測深系統、科學漁探儀、都普勒流剖儀、地層剖析儀等。此外,還有非固定式的探測儀器,例如溫鹽深儀系統、海水採樣系統、沉積物採樣系統、浮游生物採樣系統、錨碇系統以及拖曳式探測儀等。為了施放與回收這些儀器,海研一號也設有吊車、A架、絞車以及數千公尺的鋼纜等裝備,各種探測作業通常是經由這些裝備在船的右舷或後甲板上進行。

在人員編制上,除了負責航行及維持船隻運作的操船、輪機、事務與電信部門的船員之外,船上還另外設有探測部門,底下配置了探測及電子技術人員,負責研究船探測儀器裝備的操作、保養與維修,以及協助每個航次科學作業的執行。為了使探測儀器最大效益化,並支援全國海洋研究,科技部進一步支助臺大海洋所成立了「海洋船貴重儀器中心」,負責技術服務、儀器運作、維修、採購、人員訓練、以及支援海上探測作業。貴儀中心目前隸屬臺灣大學理學院貴儀中心海洋探勘組,由海洋所運作,擁有數名在海洋各領域專業的技術員。近年來,隨著對儀器操作經驗的累積,加上研究人員的需求,貴儀中心已邁入自行研發與製造儀器的領域,成果包括海底地震儀、拖曳尾球定位系統及傾斜儀等儀器。

運作
除了特殊的設備之外,研究船的運作方式也有別於一般。海研一號由臺大海洋所負責運作管理,每年除去歲修保養、整補、重要節慶休假等等的時間,尚有約250天的船期可供國內大學和公、私立研究機構使用。目前海研一號的使用以科技部的計畫和學生的海上實習為優先,每年約150~180天不等,科技部排定概略的船期後,剩餘的天數則提供其他單位的建教合作計畫使用。而獲得船期的各計畫,則按照申請的使用日期分季,每季4個月,於季前召集各主持人開會協調出下一季較詳細的船期,之後各計畫人員就按照排定的船期,運補各項物資與儀器到港口登船出海。

海研一號每年約有30~40個航次,每個航次時間長短不一,端視計畫所需以及船期協調結果。一般而言,航次天數多在一星期左右,探測的海域涵蓋臺灣海峽、南海、東海及西北太平洋等海域,最遠也曾到跨過赤道的南太平洋海域進行研究。自1985年至今累積的航跡,密密麻麻的覆蓋了臺灣周邊的海域(圖一),航跡總長度已達168萬公里,相當於繞地球43周。雖然已走過數十年歲月,海研一號今日依然乘風破浪、馳騁海疆,努力地執行任務,在它停泊的高雄港碼頭邊,偶爾在基隆港,仍不時可見屬於不同計畫的研究人員,攜帶不同的儀器,懷抱不同的目的或收穫忙碌地上下船。

海上探測作業
好不容易喬到了船期,研究船及相關人員等也一切正常,那麼當排定的船期到來後,能否實際出海作業,只剩下唯一的關鍵因素:海象。「海象?」筆者的牙醫曾經問道:「是那種有兩根長牙的美人魚嗎?」果然牙醫的思路令人敬佩地帶有其專業的熱情,但此「象」非彼「象」,是「海洋氣象」的狀況會左右航次實際執行的效率。簡單地說,在航次的任何時期,甚或是整個航次,只要海上風浪超過標準,就必須取消作業,若有安全之虞,船長一聲令下就必須返航。海象不佳首先可能造成探測地點不易到達,例如逆風頂浪時船速變得非常緩慢,要抵達預定測站所耗費的時間與油料不符效益。其次,海上風浪會搖晃船身,雖然海研一號安全係數高,左右皆45度的搖晃也不會翻船;然而進行測量時,人員儀器受傷損壞、甚至掉落海上沉沒無蹤的風險仍會增加。因此航次的領隊往往在船期到來前幾天就開始注意海氣象報告,判斷是否有機會出海探測。就算順利出去,在船上同樣也不可鬆懈,因為有時會遇到天氣突然轉變的狀況,例如出港時遠在天邊的颱風,移動速度竟比預報的快,一兩天內就兵臨城下,這時研究船得趕在颱風來臨前遠離受影響海域,或是盡速躲回港內,而移船所需的時間必須充裕,以免還沒到家就被颱風趕上而發生危險,因此對海象的掌握是絕對大意不得。

不過研究計畫還是必須獲得研究成果,所以在申請到的船期極為有限的情況下,海上的探測工作往往得在海象不佳,但允許作業的情況下盡量執行。其實就算天氣不錯,不是天天出海的研究人員,總也是逃不過暈船的命運。暈船雖然有暈船藥可應付,但使用的劑量與時間常常因人而異,也就是說,一顆暈船藥對別人有用,對你可能沒用,而暈了以後再吃就來不及了,一吐,胃吐乾淨了,接著便是膽汁,那滋味真是苦啊!總之,在研究熱誠或壓力的驅使下,隨船的研究人員在暈船之際,還是會打起精神輪班工作,無論是海水採樣或收放儀器等,都必須準確而不馬虎,只有如此,人員的安全才能確保,昂貴的儀器才不至於損壞或遺失,寶貴的船時才不會白白浪費,而辛苦取得的資料也才可以信賴。

協助研究成果
海研一號30年來執行的航次超過1000次,在各個研究人員的努力之下,累積了不少探測資料,包括水文、海流、水深、震測、生物與化學資料等等,不但增進了大眾對臺灣周圍海域狀況的了解,同時在工程、國防、能源等各方面的應用都是極為寶貴的資產。目前海研一號所取得的資料,連同海研二、三號的資料,皆交由科技部海洋學門資料庫負責在臺大海洋所下整理、保存與提供申請使用。

海研一號除了支援國內的科學計畫,有時也會參與國際研究計畫,最有名的莫過於2000年亞洲聲學實驗(簡稱ASIAEX)。當年美國海軍學院、林洞海洋研究所、史奎普斯海洋研究所和華盛頓大學應用物理實驗室的科學家們抱著懷疑的心態上海研一號,與我國科學家一同探索南海北部聲學特徵,卻意外地發展成往後十幾年的一系列國際合作觀測實驗。原本大家預期只此一次的合作,因海研一號和我國研究人員的優異表現,令這些老美科學家的疑慮一掃而空,繼而促成日後的內波起源、西北太平洋颱風與海洋聯合觀測、臺灣東北海域環境聲學實驗和黑潮緣起及通量探測等國際合作計畫。

意外的任務
多年來,綜合研究船各項探測研究與分析的成果,學界對臺灣附近流場與地形有相當程度的了解。更重要的是,長期的海上作業也培育出許多專業的人員。海研一號和這些訓練有素的人員不單在學術研究上合作無間,在協助政府單位執行海洋資源探勘也多所貢獻。除此之外,海研一號也曾參與搜尋海中飛機殘骸的工作,例如2002年發生的華航客機與復興貨機墜海的事件,其中5月25日載著225人的華航澎湖空難是海研一號協助最多的事件,當時學界本著對當地海域的知識,又擁有配備科學儀器的研究船及專業的作業人員,自然義不容辭地立即動員三艘研究船加入搜救行列。5月28日海研一號立即由馬公港出發至搜救中心劃分的海域進行搜尋殘骸的工作,主要任務是利用側掃聲納做殘骸區的密集地形測量與繪圖,提供疑似殘骸的點位,以利後續殘骸位置的確認與定位。在搜救的第一階段後期,研究船的能力便獲得華航聘請的美國搜救公司的認可,因此在搜救的第二階段美方專家便選擇搭乘海研一號來進行工作。海研一號前後大約投入2週的時間支援搜索與打撈的工作,而後才返回工作崗位執行排定的研究計畫。

而在海研一號協助尋獲的物體中,最令人矚目的或許就是失蹤的砂石船「花蓮一號」了。花蓮一號船齡16年,1989年2月28日由花蓮港出發,頂著強勁東北季風北上前往臺北港。隔天,裝載了5300噸河砂和21名船員的花蓮一號,並沒有在預定的時刻進港,事後調查船員行動電話通聯記錄顯示,在臺北縣三芝附近的基地臺所收到的手機訊號,就是關於花蓮一號最後的訊息,之後這艘重達六千噸的船便音訊全無,令人疑惑的是連船上的自動求救系統也沒有發出任何訊號。國軍當時出動了大批船艦在北部及東北部海域搜尋,然而皆無所獲,花蓮一號就此宣告失蹤。一年後,有人在金山石門間海邊拾獲花蓮一號的救生圈,隨後又陸續發現更多該船的物品漂流到金山海邊,因此一般相信花蓮一號已在富貴角附近失事沉沒。2003年8月漁民發現在草里外海三海浬處有魚群聚集,漁船的魚探儀顯示疑似沈船的物體,但因儀器解析度不足而無法確認。臺大海研所的教授們得知後,多次於執行計畫通過該區域時,利用研究船的側掃聲納和磁力感應儀進行測量,收集位於該處水深82公尺處物體的聲納回跡以及磁性特徵。綜合收集到的各種數據,海洋所的教授們研判,海底目標物具有強烈的磁性異常,該物體還有著船體的形狀,大小與花蓮一號相近,而且船體較細部的結構也符合花蓮一號檔案照片所顯示的外型,因此幾乎可確認為失蹤的花蓮一號,遺憾地證實了眾人不祥的憶測。

回顧展
回顧海研一號從新船到累積30年歷史的歲月,它帶領臺灣的海洋研究向前邁進的功勞是無庸置疑的。這30年來,為了瞭解我們的海洋環境,它執行了各式各樣的探測,使用的儀器也不斷汰舊換新。臺大海洋所為了慶祝海研一號30周年,特別整理出海研一號以前使用的探測儀器,連同各種歷史文件及照片等,在海洋所一樓走廊展出,歡迎有興趣的讀者前往觀賞,或許在了解海研一號的歷史之餘,從展覽中還可發現一點海洋探測的樂趣呢!

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