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潮來潮往-水往那裡流?

大海子
・2012/03/22 ・2198字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 536 ・七年級


莫拉克颱風期間一名遊客從南投墬溪 屍體隨著潮流從台灣中部西岸向北流到台灣東岸
莫拉克颱風期間一名遊客從南投墬溪 屍體隨著潮流從台灣中部西岸向北流到台灣東岸

每每颱風侵襲台灣時常造成各地水患成災,滾滾河水在滂沱雨勢的助瀾下,夾帶山上大量的泥沙,沿著台灣陡峭的地形,一路奔騰渲洩入海,所經之處,不是毀路斷橋,就是河川潰堤,往往讓人措手不及造成財物人命的傷亡,如幾年前颱風所夾帶的豪雨導致山洪,將省道16號道路瞬間衝毀,致使用路人來不及煞車,連人帶車一頭栽進泥沙滾滾的河流中不見踪影,幾天後其中一位罹難者的遺體,在北部海域被發現,當時一片譁然,不解為何在台灣中部河川落水的人,遺體居然出現在遙遠的北部海域?

當時事件後來如何落幕已不復記憶,倒是這股噬人的滾滾洪流仍然每日隨著潮汐的起落運行不已,從未停歇,左右台灣西部沿岸水的流動方向,也是行塑台灣西部海岸地貌地形不可忽視的力量,就是台灣西部海岸的潮汐。

水的流動方向與海岸地形所形成的水道有關,阻力越小之處就是水流動的方向,當水在岩石之間流動因為水無法被壓縮的特性,自然而然就會相互推擠壓迫導致水在石縫間快速的穿過,以舒緩推擠的壓力。

台灣週邊海域潮流方向與流速隨時間變化圖其中箭頭的方向為流向而箭頭的長短為流速強弱(取自於中央氣象局網站)
台灣週邊海域潮流方向與流速隨時間變化圖其中箭頭的方向為流向而箭頭的長短為流速強弱(取自於中央氣象局網站)

潮汐的漲退與大小則和月亮的引力強弱有關,所以有週期性的變化,每逢漲潮時,海水由台灣海峽南北兩端沿著海岸往台中、彰化附近海域前進,一股水流由北向南流,另外一股水流則由南向北,也就是說台灣西岸在漲潮時沿岸有兩股相反方向的水流;當兩股潮水在台灣中部相互推擠,海平面因而被堆高,海水向岸邊直撲而來,水流亦由急逐漸隨著深入陸地而變緩,以至於短暫性的停止,逹到最高潮之際。退潮時,潮水又順著原路往台灣島南北兩端退去,漲潮時合而為一的水團又分裂成兩股潮水,一股朝北退去,另一股潮水則往南流去,在西南沿海作業的漁民,稱退潮為南流,稱漲潮為北流,然而這樣的認知對於在北部沿海作業的漁民則正好相反,當沿岸水流北流時反而是退潮,漲潮時的水流反而向南流去,而在台灣中部海域所面臨的潮流變化則是更錯綜複雜,難以捉摸。

台灣潮汐潮差與潮流方向的變化示意圖(取自中央氣象局網站)
台灣潮汐潮差與潮流方向的變化示意圖(取自中央氣象局網站)

潮差簡單來說就是漲退潮之間水深淺的差異程度。一般來說,台灣南北兩端的潮差較小,而接近中部地區潮差逐漸地增加,在台中、彰化沿海一帶潮間帶的潮差可達4公尺之多,幾乎接近挑高一樓層的天花板高度。換句話說,當潮水漲到最高時,水深已經超過兩個成人的高度了;反之,當潮水退到最低點時,潮間帶則露出一望無際的沙灘,人在其中只知海水退去的方向,卻望不見海水最終的歸處;而造成台灣西岸各地由南至北的潮差大小有明顯不同的重要原因之一,正是上述西岸兩股潮水流向的差異。

反觀台灣島南北兩端海岸,除非在朔望之際才有明顯地漲退潮,一般來說潮汐漲退並不明顯,有時更出現平潮的狀況,也就是海平面的變動幾乎看不出來有明顯地變動,常讓人誤以為沒有漲退潮的變化,水流是靜止不動地,其實水表面之下的水流可能早已蓄勢待發,暗潮洶湧了;也因為看不出明顯的潮差,所以戲水人常會忽略要留心水流的變化;這也是常造成在海濱戲水的泳客意外地被退去的潮水帶離海岸,造成溺水事故所不可輕忽的重大原因之一。

中部海岸地區拜潮汐之故而有巨大的潮差變化,因此若是在漲潮期間仍需要在潮間帶的話,就必需要自備載(浮)具,以免不小心誤入水深之處;而這股巨大的潮差變化也造就出世界級水準的高美溼地,可惜雖然環保志士多年奔走大力呼籲,目前仍因政經因素的干擾如國光石化興建案,遲遲未能列入永久自然保護區,如今國光石化興建案已經底定,高美溼地實需政府相關單位將其列為優先處理的議題,讓它成為世界級的自然遺產。

而在台灣中部地區的泥沙潮間帶以插竿方式養殖牡蠣的特殊作業方式,就是利用潮汐來回運送外海的食物給牡蠣所發展出的產業;彰化王功沿海會有海牛車生態體驗活動的出現,乃因泥灘地潮間帶幅員廣袤,沙底泥沙柔軟,人跋涉其中,寸步難行,非借助獸力(牛)或機械動力(機械摩拖車)之助,無法來往其中,運送沉重的牡蠣漁獲。另外就是知名的蝦猴,一種棲息在泥沙底潮間帶的蝦類,廣布在伸港至大城一帶,是當地另一項在地美食,蝦猴產品從直接油炸食用到利用醃製保存,產品琳瑯滿目,是當地重要的產業之一(http://www.gyes.chc.edu.tw/~edulis/index.html)。

雖說潮汐所引發的水流會受到地形與週邊水流的影響,台灣西岸沿岸水的流向與流速,卻始終隨著周而復始的潮汐在各地有著明顯不同的變化,卻是不爭的事實。當政府逐漸開放海岸遊憩之地,南來北往交通更加便利之時,酷夏時前往台灣西岸各地海濱戲水消暑或是海上活動之時,實需對於潮汐在當地沿岸的水流變化的差異性具有相當程度的瞭解,方能依時順水勢而為,而非為潮汐所戲弄,反而發生不必要的意外。

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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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鑑識故事系列:投資騙子 Melissa Caddick 自我截肢?!
胡中行_96
・2022/09/29 ・4648字 ・閱讀時間約 9 分鐘

國小高年級科普文,素養閱讀就從今天就開始!!

前言:2020 年投資詐騙高手 Melissa Caddick 的消失,堪稱澳洲 30 年來,最高調的失蹤案件。[1] 從騙局、失蹤、謀殺或自殺到遺產分配,偵辦過程中,金管單位與警方運用科技和大量人力,試圖查出真相並彌補受害者的經濟損失。

有一名澳洲女子從小和 Melissa Caddick 一起長大,關係親密。2012 年當 Caddick 創立 Maliver 公司,她決定將退休金交給 Caddick 管理,協助朋友的事業起步。2019 年,她更把家人也拉進來共襄盛舉。兩人每年會找個中午聚餐,討論投資細節。2020 年 11 月 11 日,[2-4] 她收到回覆邀約的簡訊說:「沒問題。」但Caddick這次卻沒有履行赴約。[5]

事實上,那天澳洲證券投資委員會(Australian Securities and Investments Commission,簡稱ASIC)[註] 和聯邦警察,正在抄 Caddick 的豪宅,一切天翻地覆。[5]

另外,一個認識 Caddick 約 25 年的女性及其妻子,[6] 5 年來也託付 Maliver 公司為數龐大的退休金。[3] Caddick 先是建議開設聯邦證券有限公司(CommSec)的帳戶,提供組合績效評估,[7] 此後還定期報告投資成長的情形。瀏覽著網路新聞,「我覺得照片上的人看起來像 Melissa(Caddick)」,這名客戶說:「標題是百萬富豪金融顧問失蹤。」[3]

澳洲證券投資委員會搜索 Melissa Caddick 的豪宅。來源:Guardian Australia on YouTube

晨跑,有去無返

早在 2020 年 9 月,ASIC 便已針對 Maliver 公司展開調查。[4] 11 月 11 日,聯邦警察在 Caddick 的家翻箱倒櫃,[2] 挖出珠寶、名牌服飾以及大量外幣現金,[8] 總共花了12小時,直到傍晚 6 點半才結束任務。[2] 12 日凌晨 5 點半,她的丈夫 Anthony Koletti 還在睡夢之中,[9]但 15 歲的兒子聽到前門關閉的聲音,猜想母親是出去晨跑。[10]

然而,時年 49 歲的 Caddick 再也沒有回來。[11-13]

丈夫報案

Caddick 沒帶手機和鑰匙,卻就此失蹤。30 個小時後,她的丈夫 Koletti 報案。[14] 新南威爾斯州警方起先不覺有嚴重異狀,等到 12 月 2 日[11]才把 Caddick 的家和兩台車視為犯罪現場。[2] 在這之間,Koletti 曾公開懇求:「妳是個全心奉獻的母親;美麗的女兒和姊妹;也是被愛的妻子。…妳知道我們有多愛妳,這裡一切都有人照料。妳沒有闖禍,只管回家吧!」[9, 15]

穿跑鞋的豬與漂流模型

在科技氾濫的今日,要一個人毫無電子足跡,其實也不太容易。[15] 偏偏豪宅的監視攝影機,在 Caddick 失蹤前二天就停止運作,鄰近街坊也沒有錄像。[9] Koletti 猜測她說不定懷著大把現金,窩在某間廉價旅館裡。[11] 新南威爾斯州的警察下載了她兩台轎車內,行車電腦的資訊;[1] 挨家挨戶查訪鄰居;[15] 還出動空中警隊(PolAir),卻都徒勞無功。[14]

在不排除她或許落海的情形下,警方曾打算從其住家附近的海灘,釋放裝有追蹤器的死豬,讓其中幾隻學Caddick 穿跑鞋,看鯊魚會不會來咬,然後觀察遺骸隨著潮水漂向何處[16] 拿死豬代替人類屍體是鑑識科學的慣用手法,因為前者既便宜又容易大量取得,[17] 而且兩者在水中腐化的狀況相似。[18] 不過,使用電腦軟體模擬的效果,也不遑多讓。屍體於海中的移動比在湖裡快速,有些短時間內便會流到幾百公里外,還得考量洋流、潮汐和風向等因素。漂移模型的運算軟體,無疑能縮小海底撈針的範圍。[19]

果然,警方用的電腦軟體,[20, 21] 預測結果驚人地準確。[22]

加拿大實驗的豬屍,在海底成為鯊魚和蝦蟹的大餐。圖/參考資料 18,Figure 2(CC BY 4.0)

沖上岸的腳

時間就這樣過了約莫三個月,2021 年 2 月 21 日,[1]距離 Caddick 住家 430 公里處的海灘上,[22]兩名露營的遊客[1]發現一支跑鞋,裏頭有嚴重腐爛的人類腳掌。[16]這不僅是軟體推估的地點,[22]那支鞋子也符合 ASIC 調查影片中,Caddick 穿的尺寸與樣式。警方從腐屍、她的牙刷和親人身上,分別取得 DNA,[1]然後耗費 5 天比對,[23]確認該腳掌為其遺體。[1, 24]

突如其來的線索,觸發幾個問題:Caddick是否死了?自殺或他殺?如果她已經過世,ASIC 的金融案件又該怎麼辦?

網民的陰謀論

由於鑑識團隊無法判定那隻腳掌到底是刻意截肢的結果,或是在海中因故與遺體的其他部份分離;[2]追蹤此案至走火入魔的澳洲網民,於是提出數個陰謀論的可能,其中包括:少了一隻腳掌的 Caddick 還活著。[25]過往的文獻中,有憂鬱、躁鬱或思覺失調的人自我截肢。不過,個案通常不是被送醫,就是當場死亡。[26]因此,要缺乏醫療專業技術的 Caddick,砍斷自己的腳掌,還能繼續躲躲藏藏,機率並不是太高。

19 世紀介紹截肢的文獻插圖。圖/University of Liverpool on Flickr(CC BY-SA 2.0)

他殺?自殺?

Caddick 消失後,Koletti 曾用妻子的手機,冒用她的身份,傳訊息給清潔工;而且聯絡她的朋友時,也未告知失蹤的事。此外,儘管 Koletti 聲稱沒有親眼見到 Caddick 離開,卻能描述她當時的穿著。這些不合理的言行,令警方懷疑他在某個程度上知情不報。[11]然而,他們也坦言沒有任何謀殺的證據。[14]

另一方面,Caddick 失蹤前承受莫大的經濟壓力,有次沿著海邊的懸崖散步時,曾對友人說:「如果我想結束一切,就會在這裡」。[2]更何況拋下私人物品,確實是自殺的徵兆[27]所以警方也覺得不無可能。[6, 28]

投資詐騙的規模

無論是自殺、他殺或意外,警方基本上是認定 Caddick 死了。[29]不過,ASIC 對其金融案件的調查,仍然持續進行。那名認識 Caddick 25 年的客戶,在得知她失蹤後,帶著 2020 年 9 月的投資報告,去聯邦證券有限公司詢問相關事宜。辦事員接過文件,遲疑了一下:帳號少了一個號碼,公司的商標也僅是雷同。 [3]

2012 到 2020 年期間,[7] Caddick 無照經營 Maliver 公司,[1]違反了 38 條公司法的規定,並從 72 名受害人那裡,騙取澳幣 3 千 2 百萬元(約 2020 年的新臺幣 6 億 5 千多萬元)。[7]她拿這些錢去償還貸款,[30]支付美國運通卡澳幣 70 萬元帳單,還有購買 Dior 和 Chanel 等名牌奢侈品。[3]同時,其名下有股份、房屋等資產,[31]但銀行存款僅剩澳幣 5 千 6 百元。[1, 31] ASIC 返還了部份資金給受害者,[7]卻還有澳幣 2 千 3 百萬元左右的缺口。[7, 32]於是限她的丈夫 Koletti 在 2022 年 5 月 18 日前搬家,[33, 34]準備法拍估計超過澳幣 1 千 5 百萬元(約新臺幣3億1千5百萬元)的豪宅。[34]

遺產分配

ASIC 透過法院,凍結了 Caddick 所有的資產,僅允許家屬每週提領澳幣 800 元(約新臺幣1萬6千多元),以支付基本生活開銷,並養育 Caddick 的兒子。家屬其實希望額度調高到澳幣 4,880 元(超過新臺幣10萬元),但又說不出個理由來。[4]另外,曾任美髮師的丈夫 Koletti,自從二人於 2013 年結婚後,[33]對家庭有勞務等付出,因此覺得自己有資格分一杯羹。[34]同時,他以強烈嚴詞指控某 ASIC 調查員態度惡劣;[29]但警方卻反過來用暴力禁制令保護後者,[35]雙方各執一詞。而 Caddick 的父母因為曾資助她置產,所以也自認有權獲得部份遺產。[33]

ASIC 自從認定 Melissa Caddick 死亡後,便不再追究她個人的法律責任,單純將重心放在補償受害人的經濟損失。[5]她名下的車子 Audi R8 V10 與 Mercedes-Benz CLA45 已遭法拍,[36]房產也被仲介網站專文介紹。[37, 38] 及至 2022 年 9 月底,法院仍在持續審理此案,[2]距離完全結清遺產,應該還有一段時間。

  

延伸閱讀

鑑識故事系列:為破案結婚?!「Somerton Man 懸案」

備註

澳洲證券投資委員會(Australian Securities and Investments Commission)的中英文稱呼,雖然有點對不太起來,但這是澳洲辦事處寫的官方名稱。[39]

參考資料

  1. Jessica Kidd. (26 FEB 2021) ‘Melissa Caddick dead, police confirm, after campers find her foot on NSW South Coast’. ABC News.
  2. Jamie McKinnell. (12 SEP 2022) ‘Experts cast doubt over Sydney fraudster Melissa Caddick’s foot amputation theory, inquest hears’. ABC News.
  3. Clarke C, McDonald A, et al. (17 DEC 2020) ‘Cheryl and Faye thought they had nearly $1m invested with ‘friend’ Melissa Caddick. Then she went missing’. ABC News.
  4. Jamie McKinnell. (15 DEC 2020) ‘Investors handed over $13m to Sydney businesswoman Melissa Caddick before she vanished, court told’. ABC News.
  5. Jamie McKinnell. (8 JUL 2021) ‘Melissa Caddick’s childhood friend felt betrayed after handing over life savings to fraudster, court told’. ABC News.
  6. Alison Xiao. (27 FEB 2021) ‘Melissa Caddick’s court case must go ahead despite alleged fraudster’s death, ASIC says’. ABC News.
  7. Jamelle Wells. (29 JUN 2021) ‘Melissa Caddick left investors nearly $24 million out of pocket, court told’. ABC News.
  8. Tim Swanston. (16 SEP 2022) ‘Footage from ASIC raid at Melissa Caddick’s home shows envelopes full of foreign cash’. ABC News.
  9. Mark Reddie. (25 NOV 2020) ‘Disappearance of Sydney businesswoman Melissa Caddick treated as suspicious.’ ABC News.
  10. Mark Reddie. (04 MAR 2021) ‘Police suspend search for Melissa Caddick’s remains in water close to her Sydney home’. ABC News.
  11. Jamie McKinnell. (14 SEP 2022) ‘Melissa Caddick inquest hears husband thought she would resurface for court date’. ABC News.
  12. Jamie McKinnell. (27 JUL 2022) ‘Melissa Caddick’s Dover Heights property to be sold as parents vie for Edgecliff apartment’. ABC News.
  13. Jamie McKinnell. (27 NOV 2020) ‘Police deny court claim that case of missing person Melissa Caddick is now murder investigation’. ABC News.
  14. Jamie McKinnell. (13 SEP 2022) ‘Melissa Caddick’s husband Anthony Koletti gave ‘conflicting’ versions of events, inquest hears’. ABC News.
  15. Jesse Dorsett. (20 JAN 2021) ‘Police believe Melissa Caddick still alive as investigation into her disappearance continues’. ABC News.
  16. Jamie McKinnell. (15 SEP 2022) ‘Melissa Caddick inquest hears request by fraudster’s mother and brother to give evidence’. ABC News.
  17. Matuszewski S, Hall MJR, Moreau G, et al. (2020) ‘Pigs vs people: the use of pigs as analogues for humans in forensic entomology and taphonomy research’. International Journal of Legal Medicine, 134, pp. 793–810.
  18. Anderson GS, Bell LS. (2014) ‘Deep Coastal Marine Taphonomy: Investigation into Carcass Decomposition in the Saanich Inlet, British Columbia Using a Baited Camera’. PLOS ONE, 9(10): e110710.
  19. Madea B. (2022) ‘22.2.4 Investigative Approach’ in Handbook of Forensic Medicine. John Wiley & Sons, 2nd Edition.
  20. Emma Elsworthy. (28 FEB 2021) ‘Human remains wash up on NSW’s South Coast, days after Melissa Caddick’s foot was found’. ABC News.
  21. NSW Police confirm human remains found at Mollymook did not belong to Melissa Caddick’. (02 MAR 2021) ABC News.
  22. Tim Swanston. (27 FEB 2021) ‘Police thought Melissa Caddick was alive — three key factors combined to prove otherwise’. ABC News.
  23. More flesh found at NSW South Coast beach near where Melissa Caddick’s foot was found’. (01 MAR 2021) ABC News.
  24. Melissa Caddick search continues as police await DNA results of human remains found on NSW South Coast beach’. (28 FEB 2021) ABC News.
  25. Kontominas B, Nguyen K, Coote G. (02 MAR 2021) ‘How the case of Sydney businesswoman Melissa Caddick has captivated the public and baffled police’. ABC News.
  26. Marques E, Maiorino EJ, Tallackson Z, et al. (2019) ‘Self-amputation of the Upper Extremity: A Case Report and Review of the Literature’. Cureus,11 (10): e5858.
  27. Lukaschek K, Baumert J, Ladwig KH. (2011) ‘Behaviour patterns preceding a railway suicide: Explorative study of German Federal Police officers’ experiences’. BMC Public Health 11, 620.
  28. Helena Burke. (20 APR 2022) ‘Husband of Melissa Caddick stakes claim to a share of the millions she owned in property, luxury cars and jewellery’. ABC News.
  29. Paige Cockburn. (18 MAR 2022) ‘The letter contained several allegations about Isabella Allen, who is leading the Australian Securities and Investments Commission (ASIC) investigation into his wife’. ABC News.
  30. Jamie McKinnell. (28 FEB 2021) ‘Melissa Caddick allegedly ‘co-mingled’ investors’ funds with her own to buy luxury goods and then falsified financial documents’. ABC News.
  31. Jamie McKinnell. (22 FEB 2021) ‘Missing businesswoman Melissa Caddick’s bank accounts contain less than $6,000, court hears’. ABC News.
  32. Paige Cockburn. (12 APR 2022) ‘Melissa Caddick’s suspected death to be investigated by NSW Coroner in September’. ABC News.
  33. Helena Burke. (03 MAY 2022) ‘Melissa Caddick’s husband ordered to hand over Dover Heights home owned by Sydney fraudster’. ABC News.
  34. Helena Burke. (19 MAY 2022) ‘Melissa Caddick’s husband Anthony Koletti hands couple’s mansion to receivers’. ABC News.
  35. Alison Xiao. (9 FEB 2022) ‘Police seek AVO against Melissa Caddick’s husband, Anthony Koletti, to protect ASIC investigator’. ABC News.
  36. Alison Xiao. (22 FEB 2022) ‘Missing fraudster Melissa Caddick’s luxury cars sold at auction for more than $300,000’. ABC News.
  37. MacSmith J. (02 JUL 2022) ‘Melissa Caddick’s $15m mansion to be sold within weeks’. REA Group Ltd.
  38. Dulhunty K, Charlesworth C. (01 JUL 2022) ‘Michael Pallier selected to sell Melissa Caddick’s Dover Heights home’. Elite Agent.
  39. 金融服務」澳洲辦事處(Accessed on 18 SEP 2022)
胡中行_96
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曾任澳洲臨床試驗研究護理師,以及臺、澳劇場工作者。 西澳大學護理碩士、國立台北藝術大學戲劇學士(主修編劇)。邀稿請洽臉書「荒誕遊牧」,謝謝。

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臺灣也有摩西分海?——澎湖奎壁山的秘密
Mia_96
・2021/01/26 ・3248字 ・閱讀時間約 6 分鐘 ・SR值 558 ・八年級

國小高年級科普文,素養閱讀就從今天就開始!!

相信許多人小時候都聽過摩西分海的故事,在《出埃及記》中記載到,當摩西率領大批的猶太人準備逃離埃及時,面對前方紅海的阻隔、後方法老王的追兵而進退不得。

正當摩西與猶太人感到絕望時,上天指示摩西一條逃出生天的路,摩西將其拐杖指向紅海的瞬間,紅海一分為二,海水退到兩側,露出一條道路讓摩西與猶太人前行,當摩西眾人順利橫跨紅海後,海水立刻恢復原狀,將在後方追趕的法老王追兵淹沒於茫茫大海中。

雖然我們難以去斷定摩西分海的真相,但可以知道的是,在臺灣的澎湖,竟然也出了如同摩西分海的情境——就在澎湖奎壁山的沙灘與赤嶼島之間!

礫石步道連接著兩邊奎壁山與赤嶼島,當大海被一分為二時,遊客便能踏上神奇的分海道路,前往幾分鐘前還在海的另一側陸地。

究竟什麼時候這條神奇的分海道路會出現呢?以下就讓我們來一探究竟!

摩西分海的秘密,其實你早就知道了!

形成臺版摩西分海的秘密,就是大家在國高中地球科學課一定會聽過的「潮汐現象」!潮汐作用指的為海水進行週期性的升降運動。

其實,造成奎壁山沙灘與赤嶼島會偶爾露出礫石道路的最主要原因,就是當海水逐漸退潮至乾潮時,水面最低,因而露出中間較高的地面,此時,奎壁山沙灘與赤嶼島中間便會露出道路,而當海水逐漸漲潮升起至滿潮時,淹過多數的地面便會形成平常我們所看到的海洋。

然而,為何海面會有週期性的升降運動呢?

關於潮汐現象,大家最常聽聞的成因就是——引潮力,而引潮力與萬有引力、向心力息息相關,我們可以將引潮力寫成一個簡單的公式:

引潮力= 萬有引力 — 向心力

讓我們來依序破解向心力、萬有引力!

一開始我們必須先釐清,地球與月球之間的「向心力」。

雖然口語中我們時常以「月球繞著地球公轉」來描述月球公轉的現象,但其實更為準確的說法是:「月球繞著地月共同質心進行公轉」註1

地、月繞著共同質心旋轉。原圖/Wikimedia common

舉一個簡單的例子,常見的電影情節中,時常會有男主角拉著女主角的手轉起圈圈,想像一下,當今天男主角是個體型壯碩的帥哥,女主角是位小鳥依人的美女,這個圈圈誰會轉的比較大?一定是女主角嘛!但此刻問題來了,男主角是完全沒有在移動嗎?還是只是移動的不如女主角明顯呢?

相信各位的腦中已經有了答案,男女主角同時都在旋轉,只是旋轉的大小不同,同時也代表著,這是旋轉的質心應該是位在男女主角之間,可能比較靠近男主角,但一定不會在男主角身體的正中心吧!

地球和月亮就像是浪漫電影裡的男女主角(但是地球的體重多了很多很多)。圖/giphy

其實在這個舉例中,男主角就是地球,女主角就是月亮,所以月球也並非繞著地心進行公轉,而是繞著地月共同質心進行公轉,但因為地球的質量遠大於月球,所以地月共同質心的位置位於地球內部,且為靠近地表之處。

回到向心力的概念,當月亮與地球對著共同質心公轉時,所需的向心力都指向了共同質心,因此地球上任一點的向心力都指向了共同質心。(可以參考上方「地、月繞著共同質心旋轉」的圖。)

在影響引潮力的第二個原因「地心引力」中,離月球越近的地點,其受到月球的萬有引力越大,離月球越遠的地點,其受到月球的萬有引力越小。

當萬有引力扣除向心力過後,就形成了我們所知的引潮力。

為什麼我的水杯不會漲潮?

但聽到這裡,大家或許會產生一個疑問:

既然引潮力可以把海水整個拉起來,那為什麼世界上其他的水體、物體並不會每天「漲潮」、「抬升」兩次呢?

在引潮力的解說中,我們很容易誤以為是引潮力將地、月連線的海水「抬升」,產生漲潮,然而這些中學課本學過的潮汐成因,只是「簡化」的說法。

黑色箭頭為將地心引力扣除向心力後,地球呈現的引潮力(黑)分布,而引潮力可以分為切線(綠)與向心(紅)分量。原圖/Wikimedia common

上圖就是地球引潮力的分布圖,我們可以將黑色引潮力再分為兩個分量,分別是綠色的切線分量、紅色的向心分量,而A、B、C、D僅有向心方向的引潮力。

倘若你想像海水是被引潮力抬升、下降,那可就不太正確了!事實上,向心引潮力的作用很小、很小、很小,僅僅是地球重力的一千萬分之一,因此我們不可能依靠引潮力將海水吸起來、抬起來,或是向下壓扁,因為向心引潮力早就被地球的重力所抵消了。

比起朝向地心的引潮力,更嚴重影響海水升降的因素是「水平分量」的力,這些切線方向的力會把海水推向B、D的方向,造成海水相對隆起。

切線引潮力的作用遠大於向心引潮力,其原因有二:

  1. 海水主要分布在地球表面,其水平衍伸遠大於其垂直的延伸
  2. 垂直引潮力會與地球引力相互抗衡(而且引潮力遠小於地球引力),但水平引潮力不須和引力抗衡。

許多海洋科學的專書都指出,水平分量的引潮力才為推動海水、造成潮汐現象的真正原因。

過去所學的潮汐成因只簡單描述垂直引潮力產生潮汐,但其實垂直引潮力的作用遠小於水平引潮力的作用,科學的知識總是一環牽著一環,重要的往往不是背誦知識的結果,而是在理解過程中產生問題後,不斷反思形成的能力才是研究科學的精神!

不只引潮力,地形也有關係!

除卻上述講解的潮汐作用外,奎壁山沙灘與赤嶼中間的礫石道路,也是造成摩西分海其中一大原因。

澎湖赤嶼其實是一座與陸地相連的島嶼,因此在地形學中我們會將赤嶼視為「陸連島」,而連結奎壁山沙灘與赤嶼中間的道路即稱為「連島礫灘」。

因島嶼與陸地相連,海浪作用力相對減弱,更容易在連島礫灘產生堆積作用,當海浪逐漸接近岸邊時,同時受到海底地形與赤嶼島地形所產生的偏折現象,海浪帶來的砂石不斷在奎壁山與赤嶼島中間碰撞堆積,而逐漸堆積形成礫石道路。

一起踏上宛若摩西分海的神祕之旅吧!

最後一點提醒大家,適合前往赤嶼島的時間,並不是在水位最低的時候,畢竟水位最低的乾潮過後,便代表要開始漲潮了!

如果要欣賞摩西分海的現象,建議大家查詢中央氣象局網站,網站上會公布每天的滿乾潮時間,澎湖知識服務平台也有寫下前往赤嶼島步道開放的時間,只要動手 google 一下,便可以挑選到最適合的時間前往赤嶼唷!

備註

  1. 雖作者以簡單舉例敘述地球、月球繞皆繞著地月共同質心旋轉,但實際上地球繞著地月質心旋轉時是進行圓形的平移運動,並非過往我們所理解的地球自轉現象。

參考文獻

  1. 李名揚 (2009) 。潮起潮落,引力何來。科學人,116-118。
  2. 余海峯 (2020) 。https://hfdavidyu.com/2020/12/28/explanation-of-tides/
  3. 郭鴻基。《海洋潮汐力》。臺灣:國立臺灣大學大氣科學系 http://kelvin.as.ntu.edu.tw/Kuo_files/Sci/doc/Tide.pdf
  4. Chiu-king Ng。海洋潮汐成因

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海之呼吸,潮汐的漲退之間──《23.97 的海洋哲思課》
幼獅圖書
・2020/12/17 ・1729字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 530 ・七年級

潮汐是地球本身離心力,以及與月球、太陽之間互相作用的各種引力合成,所造成的漲潮或退潮海水運動。

臺灣海岸的潮汐大多屬半日潮,彰化和花蓮都是,也就是一天兩個漲潮、兩個退潮。每次漲退時間間隔大約六小時。

大自然中有許多像時鐘一樣的規律循環變化,緣自三個星球間的規律周轉,而有了白晝與黑夜,有了月兒的盈缺,有了季節循環。其中,漲潮與退潮,算是海洋時鐘。這些大自然的時鐘,讓地球萬物,從中取得各自不同的生活方式和生活節拍。

漲潮和退潮間,淹沒和裸露出的最大灘坡,稱為潮間帶。漲退潮間的海面高度落差,稱為潮差。資料上告訴我們:彰化潮差達四公尺,而花蓮僅有一公尺。

形成差別的主要原因,大環境來說,西部臺灣海峽是平均深度不到一百公尺的陸棚環境,而東部是深達五千多公尺的大洋海盆;細一點來看,彰化為平坦的沙洲海岸,而花蓮是陡峭的斷層海岸。

潮差並不明顯的東部斷崖地形。圖/《23.97 的海洋哲思課》

半日潮的潮汐是以六小時為刻度的海洋節拍,漲潮時間到了,海水漲上來擁抱陸地;退潮時間到了,雙方再如何捨不得還是得乖乖退回各自的領域。

海水漫來了,海水退回去,如季節循環,如晝夜交替,只是週期各自不同。人類主要生活範圍在陸地上,潮汐現象,對人們的影響主要是與海有關的各種產業和活動。以臺灣社會來說,一般人關心今天會不會下雨或需不需要多穿一件出門,遠多於關心今天是大潮或小潮。

對沿海或潮間帶生物而言,潮汐就是牠們的生活時鐘,就像有白天活動的動物,也有夜行性動物,有漲潮時活動的生物,也有退潮時才活動的生物,牠們幾乎是隨著潮汐時鐘在過日子。

滿上來或退下去,如海的呼吸起伏,

也幾分像是大海的心情起落。

來到海邊或港邊,無論東西兩岸,只要停留兩、三個鐘頭,便能觀察到潮汐現象。

花蓮海邊的潮間帶比較不明顯,漲潮時,感覺就是白沫碎浪追上來一些,退潮時也只是波浪退下去一些,像勤儉的小戶人家,好壞起落都有限度。

彰化海濱大漲潮時,海水彌漫到堤防邊,淹沒所有的潮間帶;退潮時,海水退出我們視線以外,裸露出大約五、六公里寬相連到天邊一眼看不完的開闊潮間帶。彰化的潮汐,比較像暴發戶般的大起大落。

退潮後裸露的漢寶泥灘地。圖/《23.97 的海洋哲思課》

所以花蓮人,即便是討海人,也不大需要將潮汐時刻記在腦子裡。彰化人可不一樣了,要到潮間帶走走,必要記住幾點退潮,又幾點漲潮。若是不問潮汐冒然前往,恐怕會吃一記閉門羹,只能站堤防上望海興嘆。假使幸運遇上退潮,下去潮間帶活動若不知幾點漲潮,就會像個不知有所進退的人,即刻體會到大海翻臉無情的現實。

彰化出海的每一艘船,都要將潮汐銘記在心,隨興出海或一時疏忽,很可能就陷入可望不可及、有港歸不得的窘境。

划過獨木舟的人都曉得,花蓮海域划舟需在意的是順流或逆流,彰化划舟要計較的是漲潮或退潮。彰化海濱,返岸時若遇到漲潮,獨木舟可直接划到堤防邊輕鬆上岸,若遇退潮時要返回,則須扛舟走五、六公里爛泥灘。曾走過爛泥灘的選手形容,比海上賣力划舟二十公里還要累。

潮汐現象也許造成彰化人海濱、海洋活動的諸多限制和不方便,但彰化海濱也因為潮汐而擁有寬廣、肥沃的大片潮間帶,形成生態豐富的海濱,造就了彰濱頗負盛名的潮間帶漁業。

──本文摘自《23.97 的海洋哲思課》,幼獅文化出版,2020 年 11 月 10 日