0

0
0

文字

分享

0
0
0

今天天氣如何?氣象預測動用的十八般武藝—《知識大圖解》

知識大圖解_96
・2016/11/02 ・622字 ・閱讀時間約 1 分鐘 ・SR值 530 ・七年級

天氣影響著每一個人。除了帶來攸關生死的影響,萬一派對上遇見沒話好說的尷尬時刻,還可以談談天氣來緩和氣氛。天氣是生活中無處不在,卻又時時變動的元素,因此準確預測天氣就成了一項非常重要的任務。

在英國,氣象辦公室是負責監測及預測天氣的機構。在預報天氣之前,必須先匯集全英各地的上千筆測量數據,並加以分析。每一天,氣象辦公室大約要接收 50 萬筆觀測資料,包括來自陸地、海洋、衛星、探測氣球和及飛機蒐集到的大氣數值。

26
(點擊看大圖)
27
(點擊看大圖)

 

不過這樣還不足以代表各地的天氣。

要讓資料有用,必須先將其同化,並結合現有及預測的資訊,得出大氣狀況的最佳估算值。要預測得夠準確,資料還必須輸入超級電腦,產生大氣層的數值模型,過程包含複雜的程式運算。天氣辦公室的 IBM 超級電腦每秒可運算超過 1000 兆次,執行擁有 100 萬碼行的大氣模型。天氣預報員利用這樣的資料,佐以即時預報技術,以現今的風速和風向數據預測出未來幾小時內的天氣狀況。長時段的氣象預報則要依賴更進一步的電腦模型。

 


HIW_cover_025_RGB

 

 

 

本文節錄自《How It Works 知識大圖解 國際中文版》第 25 期(2016 年 10 月號)

更多精彩內容請上知識大圖解


數感宇宙探索課程,現正募資中!

文章難易度
知識大圖解_96
76 篇文章 ・ 5 位粉絲
How It Works擅長將複雜的知識轉化為活潑有趣的圖解知識,編輯方式以圖像化百科呈現,精簡易懂、精采動人、深入淺出的圖文編排,讓各年齡層的讀者們都能輕鬆閱讀。


1

1
1

文字

分享

1
1
1

為什麼吃甜的會蛀牙?——《生活中的東西都可以寫成化學式》

快樂文化
・2022/05/09 ・1404字 ・閱讀時間約 2 分鐘

來談談我們的敵人——蛀牙。

蛀牙的化學物語

導致蛀牙的主要原因有兩個。前面提過的蛀牙菌是其中一個因素,而蛀牙菌具體的名稱為「轉糖鏈球菌」,據說這種細菌常在孩童約三歲以前經由大人傳染,原因包括使用父母用過的筷子和湯匙,或輪流喝飲料等;另一個因素就是食物中所含的糖分,主要成分為「蔗糖」。

這兩個因素結合在一起時,就會發生以下情況:首先,轉糖鏈球菌利用蔗糖製造一種稱為「葡聚糖」的分子。葡聚糖的化學式為(C6H10O5)n,後面會再詳細說明。葡聚糖附著在牙齒表面,會成為轉糖鏈球菌的棲息地。此外,口腔中的其他細菌(根據統計,口腔中的細菌有 600 多種)也會混入其中。

這些附著在牙齒上的組合物稱為「牙菌斑」,有時也被稱為「齒垢」或「生物膜」(biofilm,又稱菌膜)。你可能在牙膏等的廣告中有聽過這些名詞。

之後,獲得棲息地的轉糖鏈球菌會產生大量的「酸」,引發去礦質作用,最終導致蛀牙。這個過程如下列所示。

轉糖鏈球菌生活在溫暖的葡聚糖裡,並分解出乳酸;事實上它們也會分解出醋酸,及一種稱為甲酸(HCOOH)的酸,但乳酸所佔的比例較高。這些酸會引發強烈的去礦質作用,溶解牙齒並造成蛀牙。

在這種情況發生前,必須好好刷牙,以澈底清除黏附在牙齒上的牙菌斑(葡聚糖+細菌)!即使是漱口,具黏性的牙菌斑也不易脫落,最有效的方法還是好好刷牙。而牙膏中含有研磨劑(可幫助去除汙垢的顆粒),能有效去除黏黏的牙菌斑。

不易蛀牙的甜食

上個單元我們說明了糖是如何引起蛀牙的。事實上也有一些分子的味道就和糖一樣甜,但卻不太容易引起蛀牙,其中最有名的分子之一就是「木糖醇」,你可能有聽過加了木糖醇的口香糖吧!這個分子的化學式為 C5H12O5,詳細的結構如下圖。

為什麼木糖醇味道甜甜的,卻不容易引起蛀牙呢?在回答這個問題前,我們先回想一下為什麼蔗糖(糖)會導致蛀牙。蔗糖是轉糖鏈球菌用來製造葡聚糖的材料,而反應過程中產生的果糖,會被轉糖鏈球菌做為養分來源,並分解出乳酸分子。

那木糖醇呢?首先木糖醇不像蔗糖是製造葡聚糖的材料,另外轉糖鏈球菌不會把木糖醇當成養分來源,所以也不會分解出乳酸。因此它們的味道雖然很甜,但卻不容易引起蛀牙。

這裡出現了一個問題。木糖醇和蔗糖的結構看來截然不同,但為什麼味道也是甜甜的呢?若像下圖一樣,稍微改變一下木糖醇的畫法,就會發現它的結構與構成蔗糖的葡萄糖和果糖很像,具有許多羥基這點也非常相似。

——本文摘自《生活中的東西都可以寫成化學式》,2021 年 11 月,快樂文化


數感宇宙探索課程,現正募資中!

所有討論 1
快樂文化
8 篇文章 ・ 15 位粉絲