2

0
0

文字

分享

2
0
0

別惹我!–企鵝贏家的咆嘯

milkdoggy
・2012/03/12 ・1517字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 535 ・七年級

Fig. 1. Human triumph display

在人類運動場上,我們常可見到某些運動員在關鍵的得分之後,會做出令人 (尤其是他的fans) 印象深刻的勝利宣示動作,通常配上誇張的肢體語言加上吼叫,似乎在攝影機前公開宣示自己身為天生好手的優越性;而事實上,在動物界我們也經常發現類似的行為存在,只是常常在動物的打鬥行為結束後,這種後爭鬥行為 (post-conflict signal) 也隨觀察人員的放下攝影機而少被深入探究。

目前針對小企鵝的 (little blue penguins) 的研究,也發現雄性小企鵝在打鬥過後,勝利的一方會發出特殊的嚎叫,彷彿是一種勝利宣言;這類的行為背後必有其成因,動物若在激烈消耗能量的打鬥過程後,還得耗費額外的能量去做這種事,可不僅僅只是因為爽度而已。於是來自紐西蘭懷卡托大學Dr. Waas帶領的團隊,針對在紐西蘭班克斯半島 (Banks Peninsula) 南邊生活的白鰭企鵝 (Eudyptula minor albosignata) (小企鵝的亞種) 的研究,為這種爭鬥後的嚎叫行為揭開面紗。

實驗的設計挺有趣,他們將爭鬥過後贏家和輸家的叫聲錄下,當作測試周遭企鵝的訊號來源,接著設計人造窩和一顆假蛋,人造窩是一個長寬高300 × 350 × 200 mm的箱子,內置一顆假蛋,好讓人造窩中的企鵝能繼續孵蛋行為,事實上那顆假蛋內藏心跳偵測器,能直接測量企鵝的心跳數,好得知這隻企鵝的壓力狀態 (心跳越高,壓力越大)。研究團隊使用iPod作為訊號播放器,並連接兩個喇叭,一個喇叭靠近人造窩5公尺,另一個則只距2.5公尺,接著開始模擬企鵝打鬥時的聲音 (當然人造窩內的企鵝只能聞其聲不能見其鵝) 在打鬥過後,開始播放贏家的”企鵝勝利宣言”或輸家的”敗北怨嘆”。一開始會先在5公尺外的喇叭播放,接著在2.5公尺外的喇叭播放,好讓人造窩內的企鵝以為打鬥過後的企鵝同伴正步步朝向自己家靠近的假象,在播放兩種不同的聲音後,研究團隊紀錄下人造窩內公母企鵝對於贏家或輸家靠近自己時的反應,但在這裡公母有一項差異:

1. 當模擬贏家靠近人造窩時,公母企鵝心跳皆顯著上升。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

2. 當模擬輸家靠近人造窩時,母企鵝心跳上升,公企鵝心跳無明顯變化。

這樣的數據顯示了一個現象:贏家打鬥過後的嚎叫的確有其功能性存在。這樣的功能性呈現了一個情況,即周遭的同種企鵝在得知了打鬥結果後,公企鵝對於贏家的靠近有著一定程度的壓力反應,但對輸家的靠近卻沒甚麼威脅感;反之,母企鵝對贏家與輸家的靠近都有明顯壓力反應。

Fig. 2. Penguin Triumph display

為何類似的警告作用會演化出來? 我們可以假設每次的打鬥行為都必須耗費100單位的能量,打鬥過後的宣示嚎叫需要額外耗費30單位的能量,如果每次贏家打完之後都踮踮呷三碗公,牠很有可能在近期內遇到下一次挑戰者,於是又得花費100單位的能量在打鬥上 (甚至伴隨著輸掉失去地盤的風險) ,但如果牠在打鬥過後花費30單位能量嚎叫來宣示自己”我超強的! 不要來惹我!” 那麼牠很可能因此避免了來自其他企鵝的戰書,在能量投資上,是相當划算的 (除了省去了打鬥的100單位能量以外,也省了輸的風險,因為輸掉地盤要重新爭取的潛在能量投資更高)。

不過筆者有點好奇,既然嚎叫的效益這麼高,難道不會有投機的企鵝學來對付其他企鵝嗎?筆者是假設嚎叫本身的功能性只帶有 “避免近期內有其他挑戰者來襲” 的警告功用,那麼關於地盤權或配偶權,還是得紮紮實實的打上一場才能定奪,因此在此條件下投機者應該不致於成功才是。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

下次若有機會遇到這種企鵝,用這種叫聲對付牠們看看! (應該只會招來白眼…)

 

參考新聞來源:How to Say ‘In Your Face’ Like a Penguin

圖片來源:

Fig. 1. USA Soccer Groundbreaking Win Over Italy

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

Fig. 2. How to Say ‘In Your Face’ Like a Penguin-Scienceshot

研究文獻:
Mouterde S. C., D. M. Duganzich, L. E. Molles, S. Helps, F. Helps, J. R. Waas. 2012. Triumph displays inform eavesdropping little blue penguins of new dominance asymmetries. Animal Behaviour 83(3): 605-611.

文章難易度
所有討論 2
milkdoggy
8 篇文章 ・ 1 位粉絲
以科學、哲學與電玩為精神食糧,曾任學術期刊《Taiwania》、科普雜誌《BBC知識》編輯,現任天下文化科學叢書編輯。

0

9
2

文字

分享

0
9
2
快!還要更快!讓國家級地震警報更好用的「都會區強震預警精進計畫」
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/01/21 ・2584字 ・閱讀時間約 5 分鐘

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

本文由 交通部中央氣象署 委託,泛科學企劃執行。

  • 文/陳儀珈

從地震儀感應到地震的震動,到我們的手機響起國家級警報,大約需要多少時間?

臺灣從 1991 年開始大量增建地震測站;1999 年臺灣爆發了 921 大地震,當時的地震速報系統約在震後 102 秒完成地震定位;2014 年正式對公眾推播強震即時警報;到了 2020 年 4 月,隨著技術不斷革新,當時交通部中央氣象局地震測報中心(以下簡稱為地震中心)僅需 10 秒,就可以發出地震預警訊息!

然而,地震中心並未因此而自滿,而是持續擴建地震觀測網,開發新技術。近年來,地震中心執行前瞻基礎建設 2.0「都會區強震預警精進計畫」,預計讓臺灣的地震預警系統邁入下一個新紀元!

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

連上網路吧!用建設與技術,換取獲得地震資料的時間

「都會區強震預警精進計畫」起源於「民生公共物聯網數據應用及產業開展計畫」,該計畫致力於跨部會、跨單位合作,由 11 個執行單位共同策畫,致力於優化我國環境與防災治理,並建置資料開放平台。

看到這裡,或許你還沒反應過來地震預警系統跟物聯網(Internet of Things,IoT)有什麼關係,嘿嘿,那可大有關係啦!

當我們將各種實體物品透過網路連結起來,建立彼此與裝置的通訊後,成為了所謂的物聯網。在我國的地震預警系統中,即是透過將地震儀的資料即時傳輸到聯網系統,並進行運算,實現了對地震活動的即時監測和預警。

地震中心在臺灣架設了 700 多個強震監測站,但能夠和地震中心即時連線的,只有其中 500 個,藉由這項計畫,地震中心將致力增加可連線的強震監測站數量,並優化原有強震監測站的聯網品質。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

在地震中心的評估中,可以連線的強震監測站大約可在 113 年時,從原有的 500 個增加至 600 個,並且更新現有監測站的軟體與硬體設備,藉此提升地震預警系統的效能。

由此可知,倘若地震儀沒有了聯網的功能,我們也形同完全失去了地震預警系統的一切。

把地震儀放到井下後,有什麼好處?

除了加強地震儀的聯網功能外,把地震儀「放到地下」,也是提升地震預警系統效能的關鍵做法。

為什麼要把地震儀放到地底下?用日常生活來比喻的話,就像是買屋子時,要選擇鬧中取靜的社區,才不會讓吵雜的環境影響自己在房間聆聽優美的音樂;看星星時,要選擇光害比較不嚴重的山區,才能看清楚一閃又一閃的美麗星空。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

地表有太多、太多的環境雜訊了,因此當地震儀被安裝在地表時,想要從混亂的「噪音」之中找出關鍵的地震波,就像是在搖滾演唱會裡聽電話一樣困難,無論是電腦或研究人員,都需要花費比較多的時間,才能判讀來自地震的波形。

這些環境雜訊都是從哪裡來的?基本上,只要是你想得到的人為震動,對地震儀來說,都有可能是「噪音」!

當地震儀靠近工地或馬路時,一輛輛大卡車框啷、框啷地經過測站,是噪音;大稻埕夏日節放起絢麗的煙火,隨著煙花在天空上一個一個的炸開,也是噪音;台北捷運行經軌道的摩擦與震動,那也是噪音;有好奇的路人經過測站,推了推踢了下測站時,那也是不可忽視的噪音。

因此,井下地震儀(Borehole seismometer)的主要目的,就是盡量讓地震儀「遠離塵囂」,記錄到更清楚、雜訊更少的地震波!​無論是微震、強震,還是來自遠方的地震,井下地震儀都能提供遠比地表地震儀更高品質的訊號。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

地震中心於 2008 年展開建置井下地震儀觀測站的行動,根據不同測站底下的地質條件,​將井下地震儀放置在深達 30~500 公尺的乾井深處。​除了地震儀外,站房內也會備有資料收錄器、網路傳輸設備、不斷電設備與電池,讓測站可以儲存、傳送資料。

既然井下地震儀這麼強大,為什麼無法大規模建造測站呢?簡單來說,這一切可以歸咎於技術和成本問題。

安裝井下地震儀需要鑽井,然而鑽井的深度、難度均會提高時間、技術與金錢成本,因此,即使井下地震儀的訊號再好,若非有國家建設計畫的支援,也難以大量建置。

人口聚集,震災好嚴重?建立「客製化」的地震預警系統!

臺灣人口主要聚集於西半部,然而此區的震源深度較淺,再加上密集的人口與建築,容易造成相當重大的災害。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

許多都會區的建築老舊且密集,當屋齡超過 50 歲時,它很有可能是在沒有耐震規範的背景下建造而成的的,若是超過 25 年左右的房屋,也有可能不符合最新的耐震規範,並未具備現今標準下足夠的耐震能力。 

延伸閱讀:

在地震界有句名言「地震不會殺人,但建築物會」,因此,若建築物的結構不符合地震規範,地震發生時,在同一面積下越密集的老屋,有可能造成越多的傷亡。

因此,對於發生在都會區的直下型地震,預警時間的要求更高,需求也更迫切。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

地震中心著手於人口密集之都會區開發「客製化」的強震預警系統,目標針對都會區直下型淺層地震,可以在「震後 7 秒內」發布地震警報,將地震預警盲區縮小為 25 公里。

111 年起,地震中心已先後完成大臺北地區、桃園市客製化作業模組,並開始上線測試,當前正致力於臺南市的模組,未來的目標為高雄市與臺中市。

永不停歇的防災宣導行動、地震預警技術研發

地震預警系統僅能在地震來臨時警示民眾避難,無法主動保護民眾的生命安全,若人民沒有搭配正確的防震防災觀念,即使地震警報再快,也無法達到有效的防災效果。

因此除了不斷革新地震預警系統的技術,地震中心也積極投入於地震的宣導活動和教育管道,經營 Facebook 粉絲專頁「報地震 – 中央氣象署」、跨部會舉辦《地震島大冒險》特展、《震守家園 — 民生公共物聯網主題展》,讓民眾了解正確的避難行為與應變作為,充分發揮地震警報的效果。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

此外,雖然地震中心預計於 114 年將都會區的預警費時縮減為 7 秒,研發新技術的腳步不會停止;未來,他們將應用 AI 技術,持續強化地震預警系統的效能,降低地震對臺灣人民的威脅程度,保障你我生命財產安全。

文章難易度

討論功能關閉中。

鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
196 篇文章 ・ 300 位粉絲
充滿能量的泛科學品牌合作帳號!相關行銷合作請洽:contact@pansci.asia