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颱風不只是夏日「期間限定」的特產——《天有可測風雲》

PanSci_96
・2017/12/13 ・1766字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 512 ・六年級

颱風是台灣最常見的天災;雖說是「災」,但其實也帶有祝福的成分:我們依賴颱風帶來雨水。

台灣每年平均有三到四個颱風造訪,若哪一年颱風數量很少,就會出現旱象。如果颱風來得太密集,除了災害外,還會造成嚴重農損,且又沒有時間恢復,菜價就會持續走高。

比如二○一六年短時間來了三個颱風,使得菜價居高不下,就是很好的例子。最好的情況,就是都來一些強度、頻率跟路徑都「剛剛好」的颱風,讓台灣有夠用的水,又不至於造成太大損害。問題是,我們不是老天爺,根本不可能控制颱風的強度與損害性,我們能做的就是預測並防範。

面對颱風最重要的是預測和防範。圖/By WikiImages @Pixabay

颱風不是夏日特產

在談防災前,我們不妨先來了解一下颱風生成的原理。颱風是一種熱帶氣旋,對很多民眾來說,颱風是「夏日特產」,事實上,一年四季都會有颱風生成。每年六到十月是北半球的颱風好發期,但其他季節也可能有颱風,只不過冬季及春季生成的颱風侵台機率較低,而冬颱雖然罕見,但也不算異常。

相形之下,夏天的颱風動向比較容易預測,秋颱因為外界干擾因素多,東北季風逐漸吹起,同時又受到太平洋高壓影響,變數比較多,所以才會有句俗諺說「十月秋颱無人知」。

颱風容易在赤道附近的海域生成,其中以西北太平洋生成比率最高,達 36%,主要影響台灣的颱風也都在這個區域生成。於西南太平洋、東太平洋、大西洋及印度洋生成的熱帶風暴,在全球熱帶風暴所占的比率中約為 10% 到 16% 左右。

颱風容易在赤道附近的海域生成,其中以西北太平洋生成比率最高。圖/By Comfreak @Pixabay

各區域對颱風的稱呼也不大一樣,西太平洋的熱帶風暴叫做「颱風」(Typhoon),大西洋及東太平洋的稱為「颶風」(Hurricane),印度洋則稱為「氣旋」(Cyclone),雖然名稱不大一樣,指的都是相同的天氣現象。

颱風的生成有幾個必要條件:第一,海水溫度必須在二十六.五度以上(有足夠的能量);第二,颱風生成位置必須高於南北緯五度(有足夠的科氏力1)(編按:但也有過例外,比如說「二○○一年十二月下旬,罕見的赤道颱風「畫眉」忽然在新加坡附近、北緯一度半的地方發生」,謝謝科夥伴的補充);第三,對流層的垂直風切要小(有利颱風垂直結構發展)。滿足以上三個條件,當熱帶洋面上有擾動生成時,就比較容易發展成熱帶性低氣壓或颱風。

一個颱風造訪大致可分為四部曲:暴風圈觸地、中心登陸、中心離開、暴風圈離開。影響最大的是中心登陸與中心離開這二個階段,這也是氣象專家會一直提醒民眾注意的兩個階段。

當颱風新聞變成一檔秀

在我小的時候,印象中,颱風的訊息比較簡單,主播們播報颱風訊息的風格比較理性嚴謹一點,冷靜分析目前所預測到的颱風訊息,並提醒民眾一定要做好準備,像是低窪地區要注意淹水,要準備手電筒、蠟燭、儲水與準備糧食等。

現在生活方便了,便利商店全年無休,就連颱風來也一樣營業,不再需要預備糧食,公部門整體防災的能力也比以前好,但是,颱風新聞的播報反而比以前浮誇花俏許多。

颱風新聞的收視率一般來說都比較高,很多電視台似乎也把颱風新聞當做一檔秀來處理。我甚至覺得,有些電視台會希望氣象專家們可以把情況講得愈恐怖愈好,要夠駭人才有節目效果。

視聽颱風新聞最重要的還是了解如何審慎以對。 圖/By Alexas_Fotos @Pixabay

而且,每次只要有強一點的颱風來,不管媒體或民眾,都很關心國際怎麼報導台灣的風災,如果 CNN 或其他國際媒體的用字遣辭又「重口味」了一點,像是 super、huge、monster,引用回國內媒體又會再被放大詮釋。那種興奮度,感覺就像是一種「盛事」似的:雖然不是什麼光榮事蹟,但我們這座小島總算有件事能躍上國際舞台了。

我個人倒不是那麼喜歡太過誇張的播報方式。颱風絕對是一個必須審慎以對的天災,但無需用「嚇」老百姓的方式來「表演」。重要的是,告訴民眾如何應對即將到來的天氣考驗,才是正途。

 

本文摘自《天有可測風雲:彭啟明的資料經濟與科學創業之路》,天下文化出版。


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你聞過下雨的味道嗎?讓我們一同探究它是怎麼產生的吧!

椀濘_96
・2022/05/04 ・3083字 ・閱讀時間約 6 分鐘

夏日雨季來臨,下雨前及正在下雨時,總能聞到一股特殊的氣味,濕濕的又有點清新,但大多時候卻不太喜歡,聞起來反而像霉味,甚至臭臭的,而我們總說那是「雨味」。

你是否也曾好奇過,這個形容不出、抽象的「下雨的味道」,究竟是怎麼產生的呢?

夏日雨季來臨總能聞到一股特殊的氣味,我們總說那是「雨味」。圖/Pixabay

最美的的英文單字 —— Petrichor 的由來

在經過漫長的乾旱季後,雨水落在乾燥土壤上時,混雜新鮮泥土與青草的氣味,這股聞起來令人愉悅舒爽的初雨清香,就叫 —— Petrichor。

撇除這樣優美浪漫的文學意涵,Petrichor 本身是個術語,專指下雨的氣味。

Petrichor 一詞首次出現在 1964 年的《自然》(Nature)期刊中,由兩位澳洲的 CSIRO(聯邦科學與工業研究組織)研究人員 Isabel Joy Bear 和 Richard G. Thomas 所創造。

該單字是由兩個希臘字「petra」以及「ichor」所組成;其中 petra 為岩石、石頭,而 ichor 則為希臘神話中神的血液。(聽起來就超厲害的!)

「岩石的血液」實際上是被大地吸收的植物油脂

而在該篇論文中,Bear 與 Thomas 揭露了令世人好奇許久「雨味」的來歷。顧名思義,Petrichor 一詞表明了此氣味來自於岩石內的液體,源自於兩人在實驗中證實,這個味道就是植物在乾旱期間分泌出的油,隨後這些油則被泥土、岩石吸收了。在乾旱時,油脂與泥土、岩石表面的其他化學物質相互發生作用,等到雨季來臨時,多種組合物的氣味被釋放出來。

只要是泥土、岩石、石頭等,這些地面上物質的縫隙都有機會吸收植物所分泌的油,在下雨時也就有可能散發出此味道。中文則將 Petrichor 譯為「潮土油」。

然而礙於當時技術尚未發展成熟,兩人尚未分解出該植物油脂的組成成分。

只要是泥土、岩石、石頭等,這些地面上物質的縫隙都有機會吸收植物所分泌的油,在下雨時也就有可能散發出此味道。圖/Pixabay

隔年(1965 年)Bear 與 Thomas 在《自然》上發表了另一篇關於 Petrichor 與植物生長的論文。

在長期處於乾旱或沙漠條件的地區迎來降雨時,植物種子萌發的反應會較迅速。因此兩人以此觀點帶入假設:該氣候條件普遍有利於 Petrichor 的累積,並從黏土(有黏性的泥土,內含多種礦物與金屬元素)和其他矽酸鹽礦物中釋放,兩者作為土壤的成分,似乎有可能伴隨著 Petrichor 內的一些物質,其可能對種子萌芽產生有利的影響。

然而,根據兩人實驗觀察,發現並非如此。

根據實驗結果所示,從礦物中提煉出的 Petrichor 顯著延遲了水芹、芥菜等種子的發芽和生長。此外,發現播種在濕潤後、原先為暴露在溫暖乾燥大氣條件下之材料的種子,與播種在未暴露或使用前已先經蒸氣蒸餾和烘乾之材料上的種子相比,發芽需要更長的時間、生長的速度更慢。

雨的味道其實細菌也有出一份力

在 Petrichor 一詞還未出現時,當時人們把下雨的味道形容為「泥質的氣味」( argillaceous odour) ,以表達下雨時所散發出的味道是來自土壤。

泥土中除了植物分泌的油外,還有細菌,也為「雨味」做了貢獻。

在土壤中的放線菌(Actinomyces)和鏈黴菌(Streptomyces),他們的代謝副產物——二甲基-9-烷醇(Dimethyl-9-decalol),該化學物質存在於孢子表層,並帶有泥土氣味,稱為土霉味(geosmin)或土臭素。那麼我們又是怎麼聞到土霉味的呢?

放線菌在長時間的乾旱時,代謝活動的速度會較慢;而在乾燥的環境下,細菌則製造孢子以利生存。當下雨前空氣轉為潮濕,泥土也變得濕潤,這能讓放線菌的代謝活動加速,因此也產生更多土霉味;等到下雨的時候,孢子因雨滴彈到空氣中,潮濕的空氣攜帶孢子飄散,便使我們聞到了土霉味。

孢子落在潮濕的土中則會變成菌絲的形態,土壤乾燥後又形成孢子,下雨時又再一次發生上述的過程,如此循環。

2010 年,麻省理工學院(Massachusetts Institute of Technology , MIT)研究雨滴對土壤的影響時,也進一步分析出了 Petrichor 的產生機制 。實驗觀察後發現,當雨水落在土壤時會釋放被困在液體中的氣體——氣溶膠(aerosols)粒子,而這些粒子會與前面提及泥土中的放線菌等細菌、植物分泌的油相互作用,在雨滴衝擊下,進而迸發出我們所聞到的下雨的味道。

閃電分解氧氣形成臭氧也是其中一個味道來源

還有臭氧,也是影響下雨時空氣氣味的因素之一。

閃電的高能量會將大氣中氧氣(O2)分解成獨立的氧原子(O),其中一些重組為一氧化氮,接著又與其他大氣中的化學物質發生反應,有時會產生由三個氧原子組成的分子——臭氧(O3)。因雷暴[1]的下沉氣流將臭氧從高處帶到接近地面的高度,使我們能聞到淡淡的、像是漂白水的臭氧氣味(也有人形容像青草味),預告著大雨來襲。

除此之外,弱酸性雨水和地面物質發生反應、雨後植物揮發的精油等,與雨滴、空氣相互作用後,都是產生氣味的來源。

閃電也是影響下雨時空氣氣味的因素之一。圖/Pexels

雨的味道可能暗示著某些訊息嗎?

這些被天氣攪動所產生的氣味,都可能傳遞著某些訊息。

有微生物學家認為,土霉味可能可以幫助駱駝找到通往沙漠綠洲的路,而駱駝則作為放線菌孢子的載體,幫助其散播。

至於人類,昆士蘭大學的人類學家對澳洲西部沙漠中原住民的文化做了調查研究。在當地,夏季之前來的第一場雨相當重要,濕潤的空氣混合了潮濕的樹葉油脂、尤加利樹、動物糞便和灰塵的氣味,而雨水能為袋鼠、鴯鶓[2]等動物解渴,沙漠也增添了幾分綠意。對他們而言,雨的氣味與綠意、生機有關,被認為是保護和清潔,也將世人與祖先聯繫著;學者將此稱之為「文化聯覺」(cultural synesthesia)。

在心理學上對於人類對下雨味道的喜好也做了解釋。心理學家觀察到,儘管人類似乎對這些氣味沒有天生的反應,但我們確實會將之與自身的經歷聯繫起來。大雨可能帶來了潮濕、發霉的回憶,便不太喜愛雨味;對另一部份的人而言是淨化和提神的,從炎熱的天氣中解脫,大地也因雨水洗滌而有了生機、煥然一新。

在心理學上對於人類對下雨味道的喜好也做了解釋。圖/Pexels

下雨時的味道不單單只由一個事件構成,它很複雜、很多元,每個單獨氣味的背後都有著一套機制,說起來,不單單只有生物學,還搭配著物理學、化學、心理學等,在多方交織下而有了豐富的解釋和體驗。

待下次下雨時,你就可以和身旁的人問起:「你知道下雨的時候為什麼會有味道嗎?」

註解

註 1:雷暴指一種產生閃電及雷聲的天氣現象,通常伴隨著滂沱大雨。
註 2:鴯鶓(Dromaius novaehollandiae),別名為澳洲鴕鳥;是現存世上第二大的鳥類。僅分布於澳洲,為國徽上的動物之一。from wikipedia

參考資料

  1. 潮味、土味、青草味 有沒有聞到下雨的味道?——科學月刊
  2. Nature of Argillaceous Odour
  3. Petrichor and Plant Growth
  4. Aerosol generation by raindrop impact on soil
  5. Why you can smell rain
  6. Storm Scents: It’s True, You Can Smell Oncoming Summer Rain
  7. Why Does Rain Smell Good?
  8. 為什麼下過雨之後,地上會有個怪味?

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椀濘_96
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