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南北有差 東西有別-都是海流搞得鬼

大海子
・2012/01/20 ・1815字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 535 ・七年級

「哇!北部好冷喔!你們南部現在很冷嗎?」住在北部的家人如是問
「嗯!還好呀!只是風比平常大了一些。」

台灣島季節性的溫度變化受到洋流的季節變化的影響
台灣島季節性的溫度變化受到洋流的季節變化的影響(圖得來源取自於水試所與中央氣象局)

每當大陸冷氣團入侵台灣時,往往造成台灣北部氣溫劇烈下降,流行感冒趁機發威、四處作虐,讓北部的居民有雪上加霜的痛苦;然而台灣南部雖略有寒意,但氣溫卻往往與北部地區相差至少5℃以上;有時當北部人都開始穿上羽毛衣保暖時,南部人白天還是薄衣短褲,嫌天氣不像冬天還有點熱呢?若是由南部北上出差洽公,當走出台北車站大門之際,瞬間就會感受到寒氣咄咄逼人,令人冷不防地打了個冷顫。反之,走出高雄火車站時,若不先行脫掉厚重的外套,走不到三五步,就會熱汗直流了。冬天氣溫之所以如此明顯的差異,乃因冬季進入台灣的冷氣團範圍大小不同,簡單來說,若冷氣團襲擊的範圍只限於台灣中北部並未南下至台灣南部,台灣南北部的溫度就有明顯的差異了。

在夏季,無論南來北往,或跨越中央山脈之間的東西部之旅,各地氣溫就沒有如此明顯的差異,差異範圍大都在1-2℃之內,因此不會有被老天耍了的受騙感覺。台灣南北氣溫在冬夏兩季有如此鮮明的差異,除了與氣候有關之外,其實與台灣海域附近錯綜複雜的海流不無關係,這些流經台灣附近海域的海流在台灣的氣候上扮演著關鍵性的角色。

台灣附近海域有三個主要的海流,其中以東部的黑潮最為知名,它是源自於赤道的一條暖流,沿著北太平洋邊緣終年川流不息,台灣是它流經亞洲地區其中的一站,黑潮水溫多在25℃以上,許多海洋生物都隨著它洄游至各地;冬季時黑潮部份分支流會穿過巴士海峽之後,迴轉北上出現在台灣西南部海域,讓台灣西南部浸泡在溫暖的海水中,且又與南下入侵台灣中北部海域的低溫大陸沿岸水在台灣海峽中部(雲彰地區附近海域)對峙交鋒,相互較勁,互不相讓;此時台灣東部溫暖的黑潮可說是東部海岸在寒冬中的海洋暖暖包,因此當東北季風凛冽呼嘯之際,台灣西南部與台灣東部無論是氣溫還是水溫卻都不冷不熱,相當宜人;反觀首當其衝的台灣北部地區,當大陸冷氣團發威南下時,除了氣溫急劇下降之外,台灣北部沿海的水溫,也因大陸沿岸冷水團的大舉入侵而隨之驟降,這股源自於長江口鹽度較低的冷水團最低溫度可以到達15℃,因此台灣北部地區在冷氣團的淫威下又同時遭受低溫海水的侵襲,此種情形好比一個人身體浸泡在冰水裏,頭上還有冷氣呼呼地吹,怎麼能不冷呢? 簡直是「酷」斃了。

台灣夏季艷陽高照,西南季風盛行,驅動南中國海表層溫暖的水層北上,這股平均水溫在28℃左右的水層,流經台灣西部經由澎湖與台灣中部之間狹窄的黑水溝,順地形由深至淺扶搖直衝進入平均水深只有60公尺的台灣海峽,伴隨而行的西南季風溫熱且潮濕,直撲台灣而來;另終年流台灣東部海域的黑潮亦不相讓,自始至終「熱」情依然不減,因此夏季的台灣島可說是烈陽當空高高掛,地表濕熱季風陣陣吹,全島東西兩側又被兩股暖呼呼的海流團團圍繞,想要不熱也真難了。仔細觀察全省的氣象預報圖就可以發現夏季台灣全島各地之間的氣溫相差無幾,幾乎都是同步在飆高溫,因此將夏季的台灣島比喻成是一個暖呼呼、熱烘烘的火燒島可說是一點都不為過;縱使偶而遇上颱風豪雨的侵襲,氣溫也只略略下降1-2度而已,並沒有太大的降溫效應,畢竟颱風只是一時路過,而台灣四周海域海水的加溫作用卻持續不斷,從未因此而消退。

無可諱言,溫度是影響生物地理分布的重要環境因子。每年冬至前後來自北方的烏魚南下至台灣西南海域尋找冷暖水團所形成的鋒面繁衍後代,為台灣南部帶來的豐富的漁產,更孕育了烏魚文化;但每年冬季西南部水產養殖業常遭受到冷氣團侵襲造成瞬間養殖水溫驟降的寒害(如澎湖寒害),水產品市場價格也常隨之上下大幅波動,間接影響民生經濟;冬季時流行性感冒在北部地區橫行霸道,令人苦不堪言,而南部流行的疫情卻正好相反,反而是酷暑期間盛行的登革熱疫情,卻仍在秋風蕭瑟的十月大行其道,這些都要拜台灣周圍海域海流季節變化,導至台灣南北部溫差大所賜。

台灣附近的海流靜默地在季風變化的掩護之下,隨著季節更替上演不同的劇碼,導致台灣各地氣溫亦隨之翩翩起舞,不僅長年影響著台灣人民的身心健康與日常生活起居,更是孕育台灣海洋文化多樣性的一股不可忽視的推動力。

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大海子
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希望以人文關懷的觀點,將海洋生物世界中的驚奇與奧妙, 透過多媒體的設計與展現,分享個人心得給社會大眾, 期望能引起更多人關心海洋的公共議題, 為保護海洋略盡一份心力。


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揭開人體的基因密碼!——「基因定序」是實現精準醫療的關鍵工具

科技魅癮_96
・2021/11/16 ・1998字 ・閱讀時間約 4 分鐘

為什麼有些人吃不胖,有些人沒抽菸卻得肺癌,有些人只是吃個感冒藥就全身皮膚紅腫發癢?這一切都跟我們的基因有關!無論是想探究生命的起源、物種間的差異,乃至於罹患疾病、用藥的風險,都必須從了解基因密碼著手,而揭開基因密碼的關鍵工具就是「基因定序」技術。

揭開基因密碼的關鍵工具就是「基因定序」技術。圖/科技魅癮提供

基因定序對人類生命健康的意義

在歷史上,DNA 解碼從 1953 年的華生(James Watson)與克里克(Francis Crick)兩位科學家確立 DNA 的雙螺旋結構,闡述 DNA 是以 4 個鹼基(A、T、C、G)的配對方式來傳遞遺傳訊息,並逐步發展出許多新的研究工具;1990 年,美國政府推動人類基因體計畫,接著英國、日本、法國、德國、中國、印度等陸續加入,到了 2003 年,人體基因體密碼全數解碼完成,不僅是人類探索生命的重大里程碑,也成為推動醫學、生命科學領域大躍進的關鍵。原本這項計畫預計在 2005 年才能完成,卻因為基因定序技術的突飛猛進,使得科學家得以提前完成這項壯舉。

提到基因定序技術的發展,早期科學家只能測量 DNA 跟 RNA 的結構單位,但無法排序;直到 1977 年,科學家桑格(Frederick Sanger)發明了第一代的基因定序技術,以生物化學的方式,讓 DNA 形成不同長度的片段,以判讀測量物的基因序列,成為日後定序技術的基礎。為了因應更快速、資料量更大的基因定序需求,出現了次世代定序技術(NGS),將 DNA 打成碎片,並擴增碎片到可偵測的濃度,再透過電腦大量讀取資料並拼裝序列。不僅更快速,且成本更低,讓科學家得以在短時間內讀取數百萬個鹼基對,解碼許多物種的基因序列、追蹤病毒的變化行蹤,也能用於疾病的檢測、預防及個人化醫療等等。

在疾病檢測方面,儘管目前 NGS 並不能找出全部遺傳性疾病的原因,但對於改善個體健康仍有積極的意義,例如:若透過基因檢測,得知將來罹患糖尿病機率比別人高,就可以透過健康諮詢,改變飲食習慣、生活型態等,降低發病機率。又如癌症基因檢測,可分為遺傳性的癌症檢測及癌症組織檢測:前者可偵測是否有單一基因的變異,導致罹癌風險增加;後者則針對是否有藥物易感性的基因變異,做為臨床用藥的參考,也是目前精準醫療的重要應用項目之一。再者,基因檢測後續的生物資訊分析,包含基因序列的註解、變異位點的篩選及人工智慧評估變異點與疾病之間的關聯性等,對臨床醫療工作都有極大的助益。

基因定序有助於精準醫療的實現。圖/科技魅癮提供

建立屬於臺灣華人的基因庫

每個人的基因背景都不同,而不同族群之間更存在著基因差異,使得歐美國家基因庫的資料,幾乎不能直接應用於亞洲人身上,這也是我國自 2012 年發起「臺灣人體生物資料庫」(Taiwan biobank),希望建立臺灣人乃至亞洲人的基因資料庫的主因。而 2018 年起,中央研究院與全臺各大醫院共同發起的「臺灣精準醫療計畫」(TPMI),希望建立臺灣華人專屬的基因數據庫,促進臺灣民眾常見疾病的研究,並開發專屬華人的基因型鑑定晶片,促進我國精準醫療及生醫產業的發展。

目前招募了 20 萬名臺灣人,這些民眾在入組時沒有被診斷為癌症患者,超過 99% 是來自中國不同省分的漢族移民人口,其中少數是臺灣原住民。這是東亞血統個體最大且可公開獲得的遺傳數據庫,其中,漢族的全部遺傳變異中,有 21.2% 的人攜帶遺傳疾病的隱性基因;3.1% 的人有癌症易感基因,比一般人罹癌風險更高;87.3% 的人有藥物過敏的基因標誌。這些訊息對臨床診斷與治療都相當具實用性,例如:若患者具有某些藥物不良反應的特殊基因型,醫生在開藥時就能使用替代藥物,避免病人服藥後產生嚴重的不良反應。

基因時代大挑戰:個資保護與遺傳諮詢

雖然高科技與大數據分析的應用在生醫領域相當熱門,但有醫師對於研究結果能否運用在臨床上,存在著道德倫理的考量,例如:研究用途的資料是否能放在病歷中?個人資料是否受到法規保護?而且技術上各醫院之間的資料如何串流?這些都需要資通訊科技(ICT)產業的協助,而醫師本身相關知識的訓練也需與時俱進。對醫院端而言,建議患者做基因檢測是因為出現症狀,希望找到原因,但是如何解釋以及病歷上如何註解,則是另一項重要議題。

從人性觀點來看,在技術更迭演進的同時,對於受測者及其家人的心理支持及社會資源是否相應產生?回到了解病因的初衷,在知道自己體內可能有遺傳疾病的基因變異時,家庭成員之間的情感衝擊如何解決、是否有對應的治療方式等,都是值得深思的議題,也是目前遺傳諮詢門診中會詳細解說的部分。科技的初衷是為了讓人類的生活變得更好,因此,基因檢測如何搭配專業的遺傳諮詢系統,以及法規如何在科學發展與個資保護之間取得平衡,將是下一個基因時代的挑戰。

更多內容,請見「科技魅癮」:https://charmingscitech.pse.is/3q66cw

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科技魅癮_96
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《科技魅癮》的前身為1973年初登場的《科學發展》月刊,每期都精選1個國際關注的科技議題,邀請1位國內資深學者擔任客座編輯,並訪談多位來自相關領域的科研菁英,探討該領域在臺灣及全球的研發現況及未來發展,盼可藉此增進國內研發能量。 擋不住的魅力,戒不了的讀癮,盡在《科技魅癮》