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面對海嘯有三寶,水門、堤防、趕快跑!──《課本沒教的天災日本史》

遠流出版_96
・2017/03/09 ・3255字 ・閱讀時間約 6 分鐘 ・SR值 529 ・七年級

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  • 【科科愛看書之本月選書】天有不測風雲,人有旦夕禍福,若想要長命百歲,防災知識可萬萬不能少。天災除了造成人財損失,更進一步影響朝代更迭、改寫歷史。《課本沒教的天災日本史》以人文的角度檢視日本防災史,看看古人在面對地震、海嘯、火山爆發等天災是究竟是如何應對?讓我們汲取古人的智慧,更謹慎地面對大自然給出的戰帖。

    你對於日本海嘯的印象是什麼呢?是不是如葛飾北齋的浮世繪一樣驚人?。圖/By Katsushika Hokusai (葛飾北斎), Public Domain, wikimedia commons

古代海嘯有多高?大阪曾出現六公尺巨浪!

在東日本大地震後,大阪府地區預設從南海海溝地震引發的海嘯浪高一舉提高了二倍。以寶永海嘯(一七○七年)、安政海嘯(一八五四年)為參考基準,過去的海嘯浪高記錄是三公尺,此後一舉提高到六公尺。不過在歷史上,曾經襲擊大阪的「溯及既往最大海嘯」有幾公尺高呢?以前大阪灣曾經出現過超過六公尺高的海嘯嗎?這是個很難的問題,就連專家也難有明確的答案。

不過,有些古文書留下了一些線索,例如奈良法隆寺所撰寫的《嘉元記》。從一三○五年~六四年這段期間,法隆寺有擔任預職(執行幹事)的僧侶會持續接力寫日記,在日記中就有一段紀錄,提到一三六一年襲擊大阪的正平海嘯。

紀錄裡寫著「天王寺金堂被沖垮,海潮一直蔓延到安居殿御所西浦,這兩地之間的民宅與人民損失慘重」。天王寺指的是四天王寺,當時寺內堂塔紛紛倒塌,有五人遭壓死。安居殿御所是指四天王寺西邊五百公尺外的安居(井)神社,海嘯巨浪衝上天王寺到安居神社西之浦這個地區,造成家屋和人命嚴重損失。

古代的大海嘯曾造成四天王寺附近嚴重的人財損失。圖/By Steve Herman ,Public Domain, wikimedia commons

這該怎麼解釋呢?安居神社鎮座在上町斷層形成的上町台地斷層崖上方,斷崖下的神社階梯第一段的標高有五公尺。信徒爬上階梯到達社殿,這裡的地盤標高則有十二公尺。現今的安居神社距離海岸有五公里遠,但一三六一年當時海岸線比今日更貼近內陸,大約是現在的阪神高速公路十五號線~浪速沿線附近。一三六一年海嘯發生時,安居神社距離海濱約二公里,中間隔著一片平原,其中有個民宅聚集的今宮之庄(津江之庄)。若是拿《嘉元記》來比對,「安居殿御所西浦」就是指安居神社西邊的海濱,也就是今宮之庄。

當年這個名為今宮之庄的聚落,位於現在的今宮戎神社(祭祀惠比壽福神)至廣田神社(大阪市浪速區日本橋西二丁目)之間。現在這裡的標高有三公尺左右,海嘯發生時距離海岸只有一公里。要重創這個聚落造成民宅沖毀、百姓死傷,海嘯絕對高達五~六公尺。

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早在數百年前,大阪就曾遭遇過高達五、六公尺的海嘯!圖/NeuPaddy@Pixabay

因為古時候的民宅要碰上二公尺高的大浪才會被沖走,造成慘重傷亡。在標高二~三公尺的今宮戎神社附近的這個聚落,要碰上二公尺高的大浪,海嘯就不可能只有三公尺高,最少也要五公尺以上,這是最妥當的推論。這次大阪府遭遇的海嘯光是推估就有六公尺,在對照過古文書的少許證據後,是很合理的計算。不僅如此,找到這些片段的古文書,也證實了在六百五十年前大阪就已經遭遇過這個等級的海嘯。

五~六公尺級的海嘯,會對到處都是低地的大阪造成嚴重傷害。不過,在海嘯抵達前,有大約二小時的救命時間可用。在這期間,可以關上水門、爬上高的建築物,做這些減災與避難的行動,就能減少人們的傷亡。但是讓我們思考一下,要是發生那麼大的海嘯,之前的地震絕對超過震度六,建立在軟弱地盤上的水門與海岸堤防可能因此損壞,這點令人擔憂。大阪的海岸堤防是用來阻擋三公尺海嘯的,一旦碰上六公尺的海嘯,沒人敢保證能夠發揮功能。因此,平日就要建造多重防禦,經常整備、修護水門與堤防,這才是守護家園的正確方式。

藩主的成功祕訣?關鍵就在防波堤的建造

江戶時代每逢海嘯災害,緊急對策都是用超高效率建造海嘯防波堤,這似乎成了歷史慣例。

和歌山縣的廣村(現在的廣川町)有一座頂有名氣的廣村堤防,是山笠醬油第七代老闆濱口儀兵衛(梧陵,一八二○~八五年)所建造,現在已經被指定為國家史跡。這座堤防是一八五四年安政海嘯之後開始計畫建設的,花了將近四年時間,在一八五八年完成。堤防長度約六百公尺、高度五公尺,是靠著民間的力量來建造。雖然說濱口家醬油事業遍及關東地區,但是靠他們的財力來蓋公共建設,還是很吃力。一九四六年昭和南海海嘯時,這道防波堤發揮出實際功用。當時侵襲的海嘯有四~五公尺高,幸好有堤防保護,讓舊的聚落能夠免於災難。

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江戶時代每逢海嘯災害,緊急對策都是用超高效率建造海嘯防波堤。圖Kdsphotos@Pixabay

不過,有段歷史可能很少人知道。那得要讓時間再回溯一百五十年,九州曾經建造過大型的海嘯防波堤。負責建設的是大分縣一個領有兩萬石的小大名佐伯家。這個小大名家其實和堤防頗有淵源,他們的祖先是森氏,最早的當主名叫森高政。高政是羽柴(豐臣)秀吉手下的臣屬,曾經和中國地方的大大名毛利輝元對陣,參與舉世聞名的水攻備中高松城戰役。那場戰役中,秀吉決定在低地建造堤防包圍敵城,形成一座小湖,消耗敵方戰力。

可是偏偏在水攻高松城當時,爆發了本能寺之變,織田信長死去。秀吉這時刻意隱瞞主公的死訊,去跟毛利氏和談,並且交換人質。秀吉這邊派出森高政,叫他去毛利輝元身邊當人質。當時毛利輝元說「森(Mori)這個姓氏,發音跟毛利一樣,你以後就改成毛利好了,我們可以締結永世兄弟」,對他非常友好,而秀吉也允許他改姓毛利,此後森高政就變成了毛利高政。至於留下來監視的高政家臣與黑田官兵衛,則是聽從秀吉的密令:「假使毛利氏得知信長已死,舉兵進攻我方背後的話,就把水攻的堤防給拆毀。」打算用大水來阻撓毛利輝元軍的追擊。這段歷史記載在《秀吉事記》等文書中,《佐伯市史》也採用這個說法。

高松城水攻築堤。豐臣秀吉甚至曾用防波堤當作威脅的手段呢!圖/By 月岡芳年 – 月岡芳年画【高松水攻め】, Public Domain, wikimedia commons

所以說毛利高政算是佐伯藩的藩祖。到了寶永四(一七○七)年十月四日,六代藩主毛利高慶當權時,寶永海嘯衝向佐伯當地。佐伯毛利家以水軍強大而聞名,據點就在海邊,結果導致佐伯的城下町蒙受三‧五~四公尺的海嘯災難(羽島德太郎「九州東部沿岸的歷史海嘯當地調查」)。

六代藩主在當時發揮出了驚人的領導力。在海嘯結束之後,他決定要建造防波堤來保護城下町,而且,在受災後的第十七天就動工,要求在兩個月內完成。新堤防長一‧三公里,加上舊堤防,整座防波堤總長增加到大約四公里。藩主高慶親自到施工現場監督,動員的工人多達三萬四千七百九十三人次。

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赤穗浪人也是這樣,一七○○年代的近世武士大都是行動與決斷講究迅速俐落。只是,和平日子過久了,加上一代代的世襲,使得武士逐漸變得徒具形式,喪失了原本的「機能性」。到了幕末時期更是如此,反倒是民間變的充滿活力,就像濱口梧陵那樣的民間實業家,會主動建造防波堤,積極投入公益事業。


 

 

 

 

 

本文摘自《課本沒教的天災日本史》,遠流出版

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遠流出版_96
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遠流出版公司成立於1975年,致力於台灣本土文化的紮根與出版的工作,向以專業的編輯團隊及嚴謹的製作態度著稱,曾獲日本出版之《台灣百科》評為「台灣最具影響力的民營出版社」。遠流以「建立沒有圍牆的學校」、滿足廣大讀者「一生的讀書計畫」自期,積極引進西方新知,開發作家資源,提供全方位、多元化的閱讀生活,矢志將遠流經營成一個「理想與勇氣的實踐之地」。

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人體吸收新突破:SEDDS 的魔力
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/05/03 ・1194字 ・閱讀時間約 2 分鐘

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本文由 紐崔萊 委託,泛科學企劃執行。 

營養品的吸收率如何?

藥物和營養補充品,似乎每天都在我們的生活中扮演著越來越重要的角色。但你有沒有想過,這些關鍵分子,可能無法全部被人體吸收?那該怎麼辦呢?答案或許就在於吸收率!讓我們一起來揭開這個謎團吧!

你吃下去的營養品,可以有效地被吸收嗎?圖/envato

當我們吞下一顆膠囊時,這個小小的丸子就開始了一場奇妙的旅程。從口進入消化道,與胃液混合,然後被推送到小腸,最後透過腸道被吸收進入血液。這個過程看似簡單,但其實充滿了挑戰。

首先,我們要面對的挑戰是藥物的溶解度。有些成分很難在水中溶解,這意味著它們在進入人體後可能無法被有效吸收。特別是對於脂溶性成分,它們需要透過油脂的介入才能被吸收,而這個過程相對複雜,吸收率也較低。

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你有聽過「藥物遞送系統」嗎?

為了解決這個問題,科學家們開發了許多藥物遞送系統,其中最引人注目的就是自乳化藥物遞送系統(Self-Emulsifying Drug Delivery Systems,簡稱 SEDDS),也被稱作吸收提升科技。這項科技的核心概念是利用遞送系統中的油脂、界面活性劑和輔助界面活性劑,讓藥物與營養補充品一進到腸道,就形成微細的乳糜微粒,從而提高藥物的吸收率。

自乳化藥物遞送系統,也被稱作吸收提升科技。 圖/envato

還有一點,這些經過 SEDDS 科技處理過的脂溶性藥物,在腸道中形成乳糜微粒之後,會經由腸道的淋巴系統吸收,因此可以繞過肝臟的首渡效應,減少損耗,同時保留了更多的藥物活性。這使得原本難以吸收的藥物,如用於愛滋病或新冠病毒療程的抗反轉錄病毒藥利托那韋(Ritonavir),以及緩解心絞痛的硝苯地平(Nifedipine),能夠更有效地發揮作用。

除了在藥物治療中的應用,SEDDS 科技還廣泛運用於營養補充品領域。許多脂溶性營養素,如維生素 A、D、E、K 和魚油中的 EPA、DHA,都可以通過 SEDDS 科技提高其吸收效率,從而更好地滿足人體的營養需求。

隨著科技的進步,藥品能打破過往的限制,發揮更大的療效,也就相當於有更高的 CP 值。SEDDS 科技的出現,便是增加藥物和營養補充品吸收率的解決方案之一。未來,隨著科學科技的不斷進步,相信會有更多藥物遞送系統 DDS(Drug Delivery System)問世,為人類健康帶來更多的好處。

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台灣面臨海嘯威脅時,該如何應對?專訪海嘯專家吳祚任
活躍星系核_96
・2019/06/19 ・3717字 ・閱讀時間約 7 分鐘 ・SR值 560 ・八年級

 2018 年印尼發生兩起海嘯重創當地; 2004 年南亞海嘯與 2011 年東日本海嘯亦造成當地嚴重災情。近十年鄰近地區發生數次致命海嘯,它們為何如此致命?台灣百年歷史亦有多起海嘯紀錄,台灣面臨海嘯威脅時,又該如何應對?

本文專訪中央大學水文與海洋科學研究所副教授吳祚任,分享海嘯專業知識,及台灣如何運用世界領先技術預警自救。

中央大學水文與海洋科學研究所副教授吳祚任。攝影/古國廷。

為什麼海嘯比一般巨浪更致命,造成災害更嚴重?

A:回答這問題,要從它們的特性開始說起。

海嘯跟一般海浪都是波浪,波浪又可以分成長波短波。長波的波長很長,幾乎看不到也感覺不到;短波的波長短,可以明顯看到它的波動起伏。

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如果波浪的波長非常長,遠比它的水深還要長,則稱之為淺水波;反之則稱為深水波。海嘯就是一種淺水波,例如 2004 年的南亞海嘯來說,它的波長大概 200 公里以上,但印度洋水深才 4 至 5 公里。

這樣子的淺水波有一個特性,就是這些水分子的運動非常一致,就好像團結做事有效率的公司,沒有速度的差異也沒有摩擦阻力。

因此海嘯在行進間能量的消耗很少,到岸邊時幾乎保留地震或火山山崩垂直擾動的能量。

再來,海嘯的波長很長,代表它很「厚實」;一般海浪波長較短,相對較「單薄」。因此同樣抵達岸邊,一般波浪就像潑水一樣,潑出去就結束了;而海嘯就像一長串高鐵列車往岸上衝。以 2011 年東日本海嘯為例,它的波長大概 200 公里,就像從台北到雲林這麼長的高鐵往岸上衝。

這樣保有當初地震或火山山崩垂直擾動的能量,且「厚度」很厚的海嘯往岸上衝,不僅衝擊陸地上各種設施的結構,也掏刷它們的地基。加上海嘯移動時也夾帶碎石和樹幹等等各種沖刷過的物體,讓人們尚未溺斃前就可能被這些物質撞擊而失去求生能力。

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簡單來說,海嘯來臨時,逃生的方法就是不要把身體弄濕了。因為一旦被海嘯捲入,就很少有活命的機會。

 2011 東日本海嘯和 2018 印尼兩起海嘯有甚麼不同?

2011 年東日本海嘯是地震引起的。2018 年 9 月印尼蘇拉威西海嘯,目前判斷比較可能是地震引發海底山崩所致;而 2018 年 12 月印尼喀拉喀托之子海嘯則幾乎可以認定是火山山崩造成。

在這邊先給大家一個簡單的概念,要造成海嘯最直接有效率的方法,就是讓海水受到垂直方向擾動,像是地殼垂直抬升或陷落所造成的地震型海嘯。

火山也是造成海嘯的成因之一。

山崩也會造成海嘯,就像你從岸邊滾落到游泳池產生大浪。這種山崩型海嘯又分成兩種機制,一種是地震造成陸地或海底的山崩,另一種是火山造成的山崩。

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火山噴發時又有兩種方式驅使山崩,一種是火山震動使火山邊壁崩落一大塊;另一種是火山一直噴發,結果火山裡面的結構空掉了,使火山承受不住水壓而往內下陷,使海水產生向下垂直運動引發海嘯。

雖然沒有經過很仔細的統計,但一般來說 90 %以上的海嘯是地震引起,剩下有一些是海底山崩造成的,少數是由火山噴發造成。

地震型海嘯與山崩型海嘯有甚麼不同?

A:地震造成的海嘯,大部分都是很強烈的地震才會造成海嘯。

雖然不敢說全部,但一般來說要造成致災型的海嘯,地震矩規模( Moment magnitude scale , Mw )通常要大於 7.5 ,且震源深度大多離地表 35 公里以內。地震矩規模超過 8 海嘯就很嚴重,規模超過 9 就是毀滅型的海嘯,像是造成南亞海嘯的地震就是這樣的規模。

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若造成這樣大規模的地震,比較高的機會是海溝型地震,也就是板塊之間碰撞及隱沒。這種板塊破裂的長度很長, 2004 年南亞地震的板塊破裂長度大約 1,200 公里,大概 4 個台灣這麼長; 2011 年日本地震板塊破裂長度也有 500 公里。

這樣大面積的抬升,導致地震型海嘯的影響範圍非常寬廣,海嘯的寬度可以接近板塊破裂的長度。以 2011 東日本海嘯為例,寬度大約 500 公里;而它的波長也很長,以日本海嘯來說可以到 200 公里。

2011 東日本海嘯襲擊福島縣磐城市的災後景象。圖/維基百科 ryuki_a_g攝影

這樣規模是甚麼概念呢?假設高鐵列車的寬度是 5 公尺,那 2011 年東日本海嘯就像從台北到雲林這樣長的高鐵,以 10 萬台併排的規模往岸上衝。不過地震型海嘯高度相較起來不會太高,以日本海嘯來說波高大概 10 到 30 公尺,但已經是毀滅級的海溝型海嘯了。

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而山崩型的海嘯就很不一樣了,它的波高可以很高。同樣的崩落量,陸上的山崩其崩落的高度越高,海嘯就越高;海底的山崩越接近水面,海嘯就越高。而山崩崩落的體積與質量越大,其海嘯高度就越大。但範圍就不像地震那麼廣,山崩海嘯的初始寬度大概就是它崩落範圍。

整體來說,地震引起的海嘯影響範圍寬廣但波高相對不高;山崩造成的海嘯影響程度很強但範圍很窄。

台灣較容易受到哪種海嘯威脅?很不幸的,都有可能。

台灣東部外海有琉球島弧,發生大規模地震時海嘯會影響東海岸;台灣西南部外海有一整段叫馬尼拉海溝,大規模地震產生的海嘯對墾丁到台南一帶影響比較嚴重。在帛琉附近的亞普海溝雖然離我們比較遠,但因為地形關係,地震發生海嘯時,台灣北部蘇澳一帶、東部以及高雄至台南沿海都會受到影響。

而台灣北部金山一直到三貂角,雖然不是那麼肯定,但因為地形關係,可能會有海底山崩造成的海嘯,且過去有類似的事件發生。 1867 年基隆發生規模 7 的地震。照理說海嘯高度應該不高,但卻發生 7 至 12 公尺的海嘯,這是地震規模 8 左右才會產生的海嘯高度。目前我們推估很有可能 10 %是地震造成, 90 %是山崩造成的,但這數據只能說是推估。

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台灣西南岸也有海底斜坡地形,其海底山崩威脅也不容忽視。另外台灣的火山大部分分布在東北海域,雖然說目前看到都不大,但也很難說什麼時候會影響到,只能盡量預警。

Q:台灣要如何預警海嘯的發生?

A:我以前是用情境分析了解海嘯如何影響台灣。

情境分析就是判斷可能造成海嘯的來源,例如說哪個斷層或海溝地震會產生海嘯?它如何影響台灣?但就如上述提到,有很多造成海嘯的原因,像是地震、海底山崩或火山,很多可能性,算都算不完。於是我們發展出海嘯影響強度評估法( Impact Intensity Analysis Method ),簡稱 IIA 法

它的原理像是醫生想要知道你身體哪個地方感覺特別疼痛,就在每個部位都敲敲看,敲這個地方沒感覺再換下一個地方,當敲到某個地方你特別痛,代表同樣的力道發生在這個地方對你衝擊特別大。

吳祚任與研究團隊用海嘯影響強度評估法分析金山地區。圖/吳祚任副教授。

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而所謂 IIA 法就像這樣,針對要研究的特定地區或基礎建設,在其周邊海域都模擬同樣力道的水體擾動,運用水動力學搭配海底地形,去檢視哪個地方水體擾動形成的海嘯威脅最大。像是上圖這個例子是研究基隆金山一帶,紅色地區發生海嘯的威脅程度較大,發生在其他淡藍色區域就比較不用擔心。

如此我們就可以先排除淡藍色區域,針對紅色區域聚焦做情境分析,研究這個海域地形如何,有甚麼原因可能引發海嘯,會如何影響沿岸地區或基礎建設等等。

而 IIA 法,可以再進一步製作成地震–海嘯關係圖( Seismic Tsunami Relation ),白話來說就是「不用電的海嘯預警圖」,不需要靠電力運作,就能在地震時知道海嘯會不會威脅到所在地區。它是針對沿海每個村里,繪製外海各個方位發生多大的地震規模時,其產生的海嘯會影響到該社區。所以當地震發生,村里長可以快速用地震發生方位和規模這兩個最簡單的資訊,自主判斷是否可能有海嘯威脅。

海嘯發生時要如何自救?

巨浪來襲時該如何逃生?圖/pixabay

A:事發當下,如果是地震引發的海嘯,台灣目前技術能夠在地震發生以後,結合中央氣象局的地震速報,將其轉成海嘯源去模擬各地海嘯高度,過程只需要 1.5 分鐘。以近海海嘯抵達台灣最快 15 分鐘來說,這樣的預警時間算是足夠。

但這樣的海嘯預警需要地震來當作 Enter 鍵,如果海底山崩沒有地震,就等於沒人按下 Enter 鍵,所以山崩型海嘯又稱之為「沉默的海嘯」,我們還在規劃如何預警它。

一般民眾在海嘯來臨的時候,記得要向上逃生垂直逃生。海岸邊大多都是透天厝而且三層樓以上,所以發生時就逃到頂樓。不要跑到路上,因為會塞車。如果是開車或在機車上,就趕快下車借民宅逃到頂樓。如果開車時不幸海嘯已經衝過來,留在車內時不要開門開窗,等海嘯退去,趕快逃往民宅頂樓。

至於平常的時候,沿海的重要基礎建設要知道 IIA 的結果,知道哪個地方來的海嘯影響特別大,北部的設施和南部的設施要注意的海嘯來源絕對不同。當知道哪個地方來的海嘯衝擊特別嚴重,再進一步做情境分析,了解海嘯如何衝擊這些基礎建設,然後判斷是用工程抵擋或是放棄這個設施。國家災害防救科技中心也有海嘯災害潛勢圖,可以事前知道最大情境海嘯會淹到什麼地方。

其實就台灣三四百年歷史,紀錄到的海嘯次數不少,歷史上已經有教訓了,老天都給我們那麼多機會,真的要多注意一下才行。

※本文亦刊載於環境資訊中心,原作者Medium

活躍星系核_96
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活躍星系核(active galactic nucleus, AGN)是一類中央核區活動性很強的河外星系。這些星系比普通星系活躍,在從無線電波到伽瑪射線的全波段裡都發出很強的電磁輻射。 本帳號發表來自各方的投稿。附有資料出處的科學好文,都歡迎你來投稿喔。 Email: contact@pansci.asia