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Nikon 顯微攝影大賽作品:美麗的神秘水生物

espa.taipei
・2012/03/09 ・191字 ・閱讀時間少於 1 分鐘 ・SR值 459 ・五年級

這張照片是由來自德國(Dr. Jan Michels)拍攝的。照片中的生物是名為Temora longicornis的海洋橈足動物,利用共軛焦螢光顯微鏡+自體螢光放大了10倍所拍攝。Pages: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

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espa.taipei
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顯微攝影也可以是一門藝術!顯微鏡不是單單的工具而已,其實只要善加利用,也能變成一幅美麗的藝術作品!

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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

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!

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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。

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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。

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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。

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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。

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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。

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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。

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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。

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《Nature》盤點:2019 年度照片大賞
Curious曉白_96
・2020/01/02 ・3514字 ・閱讀時間約 7 分鐘 ・SR值 548 ・八年級

事件視界望遠鏡合作組織 (The Event Horizon Telescope collaboration) 於四月首次公開黑洞的事件視界影像。圖片來源:Nature@ETH Collaboration

2019 這一年,除了人類首次捕捉到黑洞影像外,也捕捉到了微觀世界中生物的新奇影像,以及氣候變遷的不祥跡象。《Nature》雜誌精選了十張令人印象深刻、值得反思的科學界及自然界照片,讓我們來一探這些照片背後述說的故事吧!

一、用科技模仿人體奧秘

圖片來源: Nature@Benoit Charlot/CNRS/IES Univ. Montpellier/Labex NUMEV

法國研究人員在矽晶圓上雕刻了一個微流控室的迷宮,以模仿循環網絡中的血液流動。 法國蒙彼利埃大學的生物物理學家 Benoît Charlot 使用掃描電子顯微鏡拍攝了此圖像。

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二、細胞世界的相似相異

圖片來源:Nature@Carly Ziegler, Alex Shalek, Shaina Carroll (MIT) and Leslie Kean, Victor Tkachev and Lucrezia Colonna (Dana-Farber Cancer Institute)/Wellcome Photography Prize 2019

圖片圓圈中的每個小點代表恆河猴的一個細胞,而此處有 100,000 個細胞。具有相似性狀的細胞聚集在一起,每種顏色代表不同的組織,如胸腺和淋巴結(藍色)、骨髓(紅色)。

三、世界上最小號的「喇叭」

圖片來源:Nature@Dr. Igor Siwanowicz

喇叭蟲 (Stentors) 為單細胞淡水原生動物。 這張照片是霍華德·休斯醫學研究所 (Howard Hughes Medical Institute) 的研究員 Igor Siwanowicz 的作品,她將影像放大了 40 倍,並藉此獲得 2019 年 Nikon 小型世界顯微攝影大賽二等獎。

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四、地球正如履薄冰

圖片來源:Nature@Florian Ledoux

攝影師 Florian Ledoux 使用無人機拍攝了東格陵蘭島海冰的空拍圖。冬季積雪少、春季熱浪來襲和陽光充沛的夏季,都導致格陵蘭島冰原正在大量融化。

五、相會在太空

圖片來源:Nature@Christina Koch/NASA

宇航員 Christina Koch 拍攝了聯盟號飛行器 (Soyuz spacecraft) 的畫面。當時飛行器載著她的 NASA 同事 Jessica Meir 接近國際太空站 ( International Space Station, ISS)。10 月 18 日,兩人進行了史上第一次只有女性的太空行走,以修復國際太空站上故障的電池。

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六、龜殼內的身體探索

圖片來源:Nature@Teresa Zgoda & Teresa Kugler

這隻烏龜胚胎的螢光影像是 2019 年的 Nikon 小型世界顯微攝影大賽的獲勝者。顯微鏡專家 Teresa Zgoda 和 Teresa Kugler 攜手疊合了數百個約 2.5 厘米長的胚胎立體顯微鏡圖像,造就了這張唯美又令人驚嘆的烏龜胚胎照。

七、「振」出新視野

圖片來源:Nature@NASA

這幅合成的彩色圖像顯示了超音速美國 T-38 Talon 飛機發出的衝擊波。這是美國 NASA 的工作人員使用實驗技術從飛機上方所捕獲的視野,它展現了飛機行經造成的氣壓快速變化,會使人們聽到音爆。這些數據可幫助航空工程師設計更安靜的超音速飛機。

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八、守護象群的女勇者

圖片來源:Nature@Brent Stirton/Getty

Petronella Chigumbura 是全女性反偷獵組織 Akashinga(可被譯做「勇者」)的成員。 她們在常發生盜獵大象事件的贊比西河谷 (Zambezi Valley) 的蓬蓬杜野生動物保護區 (Zimbabwe’s Phundundu Wildlife Area) 巡邏。

九、何以為家?

圖片來源:Nature@Morgan Bennett-Smith

一隻小丑魚在紅海中探索白化的海葵。像珊瑚一樣,海葵與藻類會形成共生關係,當海洋溫度過高時,這樣的關係會被破壞,導致海葵將藻類排出而失去原有的顏色。

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十、一滴油脂識酒種

圖片來源:Nature@Stuart J. Williams

圖中這種網狀紋路來自於研究人員蒸發掉 1 微升 (μl,10-6 l) 波本威士忌後,其中的油脂所形成的紋路。 脂肪會溶解在高酒精濃度的烈酒中,但是加水稀釋後會使酒變渾濁。不同的威士忌酒種由於製程不同,會留下獨特的脂肪紋路。

加碼《Nature》編輯群私心推薦照片

在整理今年令人驚嘆的科學照片集同時,《Nature》雜誌的編輯們也各自私心推薦令他們印象深刻的畫面。以下是他們對這些照片的心得。

沉睡的海豹

圖片來源:Nature@Ralf Schneider

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Jessica Hallett (《Nature》媒體助理編輯): 「在倫敦自然歷史博物館舉辦本年度的野生動物攝影師競賽中,我最喜歡的照片是『像威德爾一樣睡著』( ‘Sleeping like a Weddell’)。 在今年觀看了成千上萬幅令人心碎的氣候變化、破壞和心靈重創的圖像之後,這張捕獲了和平與純真的威德爾海豹 (Leptonychotes weddellii) 照片是一口清新的空氣。它重新激發我對自然世界的熱情。」

懸崖採蜜人

圖片來源:Nature@Kevin Frayer/Getty

Lizzy Brown(《Nature》媒體執行編輯): 「採集野生蜂蜜的人垂吊繩索在懸崖搖晃,周圍環繞著蜜蜂和煙霧,吸引了我的目光。 這些採蜜人是居住在中國南部的傈僳族人,冒著生命危險收集蜂蜜。儘管他們謹慎地避免一次收穫過多的蜂蜜,然而殺蟲劑濫用和全球暖化導致的蜂群數量下降,仍舊威脅了這個傳統。」

受傷的猩猩寶寶

圖片來源:Nature@Sumatran Orangutan Conservation via ZUMA

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Nisha Gaind(《Nature》歐洲分部總編):「這是手臂骨折的小蘇門答臘猩猩 (Pongo abelii) Brenda 的 X 光顯像。保育工作者從印度尼西亞島的村莊中救出了她,據說被非法飼養為寵物。作為編輯,我們看過許多保育相關的照片,但是這幅圖片出於許多原因令我十分震驚:不僅是 Brenda 的骨骼形狀非常『人性化』,她的無辜與保育中心的盡心盡力,趨使外科醫生(而非獸醫)為她進行了手術。蘇門答臘猩猩高度瀕臨滅絕,並因棕櫚油種植的擴張而受到威脅。」

著火的樹

圖片來源:Nature@Philip Pacheco/AFP/Getty

Tom Houghton(《Nature》媒體編輯):「 這張長時間曝光的照片描繪了十月份遍及加州的野火,一棵正被野火肆虐的樹幹殘骸。破壞中蘊含抽象的美麗,讓我想起了 2010 年冰島伊亞菲亞德拉山火山爆發時的畫面。」

鯨魚監獄

圖片來源:Nature@ITAR-TASS News Agency/Alamy

Amelia Hennighausen(《Nature》美國媒體編輯):「當野生動物被囚禁時,結局往往會很殘酷。這些白鯨 (Delphinapterus leucas) 和虎鯨於在 2018 年俄羅斯的無人機攝影中被發現。預計將被販售給中國的娛樂水族館,並且很可能縮短牠們的壽命。這些畫面促使國際社會呼籲釋放這些動物,並引起了俄羅斯政府最高層的關注。 2019 年 11 月,最後一批動物從『鯨魚監獄』獲釋,經過專家檢查後釋放回海中。多年來,我一直在查看動物走私、棲息地遭到破壞和物種滅絕的圖像,但是這個故事重啟我的希望,改變是會發生的。」

水滴裡的青蛙

圖片來源:Nature@Navesh Chitrakar/Reuters

Agnese Abrusci(《Nature》媒體編輯):「尼泊爾荷葉上一隻青蛙的影像是『蓮花效應』的絕佳例子。 蓮花效應指的是由於蓮花表面的奈米結構使其具有抗水、自我清潔的特性;小顆粒(在這種情況下為整隻青蛙 XD)會被水滴捕獲。在 1970 年代科學家就首次描述了蓮花效應,此後已有許多應用。 對我而言,這張圖再次闡述,模仿自然是人類進步最好的策略之一。」

本文編譯自:The best science images of the year: 2019 in pictures Nature 576, 354-359 (2019)

Curious曉白_96
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對於科學新知充滿好奇心,對於一切新知都想通曉明白,期許自己有一天能成為有所貢獻於社會的曉曉科學家!

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・2012/03/09 ・191字 ・閱讀時間少於 1 分鐘 ・SR值 459 ・五年級

這張照片是由來自德國(Dr. Jan Michels)拍攝的。照片中的生物是名為Temora longicornis的海洋橈足動物,利用共軛焦螢光顯微鏡+自體螢光放大了10倍所拍攝。Pages: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

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