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魚群「Cool」斃了

大海子
・2012/03/24 ・2699字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 527 ・七年級

台灣東北角潮間帶在3月14日起陸續出現大量死亡的珊瑚礁魚類 (柯品薰提供)
台灣東北角潮間帶在3月14日起陸續出現大量死亡的珊瑚礁魚類 (柯品薰提供)
大量海藻入侵台灣中北部海岸與河口已經對漁業與發電廠造成威脅 (照片取自聯合新聞網)
大量海藻入侵台灣中北部海岸與河口已經對漁業與發電廠造成威脅 (照片取自聯合新聞網)

自3月14日這個星期以來,開始有人注意到東北角潮間帶出現許多死亡的珊瑚礁魚類之後,隔天就有新聞報導基隆沙灘出現大量大型海藻,之後不久,3月19日有新聞報導苗栗縣後龍溪口又出現大量魚群死亡的現象,引起縣政府高度的注意,懷疑是否又有不肖工廠偷倒污染物,導致大量魚群中毒身亡,然而環保單位現場的調查卻一無所獲,不知原因為何?然而有些新聞針對相同事件亦指出有大量藻類伴隨著死亡魚群同時出現,這又眾人懷疑藻類是否是引起大量魚群死亡的元兇的疑慮?

3月15日網友在臉書指出東北角的海岸的海洋垃圾中有包含來自韓國與中國大陸的寶特瓶。3月20日有民眾發現淡水河漲潮時,有大量的海藻排山倒海湧入河口;3月21-22日新台北政府調查發現萬里往南,金山、石門、三芝、淡水、八里、林口共70公里海岸線,以及淡水河口往上流7公里至關渡橋附近都早以布滿海藻,換句話說,淡水河口可說是幾乎蓋滿了整個河面,漁民為避免螺旋槳捲入海,造成機械故障,不敢出航作業;而新北市縣政府連日派人清理出的海藻的量已經高達110頓之多。

3月22日有媒體報導桃園沿海也發現大量海藻亦影響漁船作業;3月24日媒體再度報導大量的海藻堵塞協和發電廠冷水入口,影響冷卻作業,而廠方先前已經清除20頓以上的海藻。這一連串的事件其實背後的推手就是伴隨東北風而來的大陸沿岸流。

銅藻為馬尾藻的一種棲息在大陸北方沿岸淺海域的大型褐藻(www.weblio.jp)
銅藻為馬尾藻的一種棲息在大陸北方沿岸淺海域的大型褐藻(www.weblio.jp)

根據臺灣海洋大學學者指出沿岸發現的大量海藻為銅藻Sargassum horneri,為馬尾藻的一種,這種大形褐藻藻株高大,枝葉繁茂,是中國暖溫帶海域淺海區 棲息在在潮流通暢、風浪平靜海灣低潮線以下至水深約4米淺海岩礁上,若漂浮在海面可形成海藻場;銅藻的生長和繁殖適溫為11~20℃之間。換句話說,銅藻生長季節始於入秋之際,在冬季時為其繁盛期,喜好短光照低溫的環境,然而這個冬末春初時節,正好也是進入生長季節的末期,簡單來說,就是如同花盛開之後開始凋零一般,海藻也進入生命的末期,有些原本固著於岩石上的桐藻,逐漸會脫離基質而隨海流四處漂流,這些藻類並不具毒性,反而因生長茂密成林,而是許多海洋生物的庇護所與攝食場,是海洋中不可或缺的生態系,分布於大西洋中的海藻海(Sargasso Sea)就是以馬尾藻所形成的龐大生態系,這也證明銅藻並非引起珊瑚礁魚類大量死亡的兇手,牠們只是隨著大陸沿岸流漂洋過海而來,這正是淡水出海口與北海岸大量出現的馬尾藻。

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  • 由中央氣象局網站上所顯示的這個星期海平面水溫圖可看出,中北部的海溫明顯比西南部的水溫低許多,而隨著東北季風的強弱消長,低溫海水的範圍也隨之向北縮減(季風減弱)或往南擴充(季風增強);當東北季風持續增強時,整個冷水海面幾乎涵括整個澎湖群島,直逼雲嘉交界的海面,這些低溫的海水其實混合了源自於長江口出海的低溫淡水與來自大陸北方海域的海水所形成的季節性冷水團。根據台灣大學詹森博士的研究指出這股冷冷的海水會在台灣海峽與來自黑潮分支水與南中國海的暖水團在台灣海峽中部互相對峙,有趣的是冷水團由大陸沿岸擴散至台灣海峽中部之後,反而隨著平均流向往北的洋流向北擴散,入侵台灣中北部沿岸。換句話說,就是來個180度大轉彎由原本往南擴散變成往北流,因而造成台灣海峽南北海岸水溫與氣溫在冬季時有明顯地差異。
中央氣象局網站3月17日海水表面溫度圖顯示中北部沿岸都在冷水團入侵的範圍內
中央氣象局網站3月17日海水表面溫度圖顯示中北部沿岸都在冷水團入侵的範圍內
台灣海峽海流流向季節變化圖(取自台灣大學詹森博士)
台灣海峽海流流向季節變化圖(取自台灣大學詹森博士)
珊瑚礁魚類棲息在珊瑚礁生態系,從小到老與珊瑚礁有著依存不可分割的關係,她們多數不如大洋性洄游的魚類具有長距離旅行的能力,大多數的珊瑚礁魚類都只在特定的範圍(或領域)內活動,就算是四處覓食也不會離開棲所太遠,舉例來說,石斑大都喜好躲在特定的洞穴中,以伏擊其他過路的魚類;遑論如雀鯛般的小型魚類,更是往往守著特定領域的典型居民,換句話說,這些魚類其實都離不開珊瑚礁的終身棲所。因此當冷水團入侵的時候,牠們既無法遠赴他鄉避寒,又無法以冬眠的方式躲過寒冬的侵襲,只能躲在珊瑚礁洞穴中慢慢地忍受冷水的肆虐,一天還可以還好,兩天或許還可以忍受,如果連續好幾天又特別冷,最後魚群只能走上Cool(酷)斃了一途,這也就是為何東北角海岸潮間帶與苗栗後龍出海口魚群大量死亡的原因,雖然兩地相隔數百里,但都在冷水團的入侵範圍之內,因而無一倖免。
2008年澎湖寒害造成珊瑚礁魚類大量死亡並引發海鮮飆漲(取自中國時報與蘋果日報)
2008年澎湖寒害造成珊瑚礁魚類大量死亡並引發海鮮飆漲(取自中國時報與蘋果日報)

回顧歷史就可發現其實這股冷水團也是造成2008年澎湖寒害的殺手,當時造成澎湖魚屍遍野,慘不忍賭,幾乎每一種珊瑚礁魚類都受到極大的傷害,嚴重衝擊海洋生態,當地的觀光旅遊產業亦受到衝擊。 每年中秋之後,台灣隨即進入東北風的季節,直到清明節之際,氣候才逐漸由乾冷的旱季轉為以西南季風的熱濕雨季,這兩股力量左右進入台灣海峽水團的力量,正也是造成冬季台灣西岸水溫與氣溫南北差異大,而夏季卻無明顯差異的現象。然而今年的冬天似乎特別冷,海藻大爆發可能與此相關,值得注意的是早些新聞亦有報導今年冬季烏魚特別豐收,面對這些海洋帶給自然生態與生活環境的訊息,是否提醒人們:海洋與我們的生活與海洋息息相關,對於海洋的變化應有所戒慎吧。

延伸閱讀:
潮來潮往水流向何方?
南北有差 東西有別-都是海流搞得鬼

 

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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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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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台灣以前下過雪嗎?平地大雪紛飛的太平盛世
艾粒安鈉
・2016/01/27 ・2159字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 509 ・六年級

台灣最近(1月23~26日)的超級寒流不僅造成災害,農漁業損失慘重,還讓低海拔地區甚至平地雪霰紛飛,台北、新竹、嘉義氣象站更是設站以來首度下霰。大家可曾知道,在清朝的太平盛世時代,台灣平地是經常下雪的!

這場寒流的陽明山雪景。來源:Flickr/Chi-Hung Lin (CC BY-SA 2.0)
這場寒流的陽明山雪景。來源:Flickr/Chi-Hung Lin (CC BY-SA 2.0)

小冰河期

清康熙35年(1696年)出版的《台灣府志》中,雞籠積雪為台灣八景之一。雞籠在當時大部分為尚未開發的蠻荒之地,位於當時的諸羅縣,除了現今的基隆之外,也泛指台灣北部台北、淡水等地區。

根據《台陽見聞錄》:

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「雞籠山在基隆廳治。台地氣候,南北迥殊。北境冬寒,與內地無大異。茲山為北境盡處,山大而高,下逼巨海,名為大雞籠。至冬常有積雪,台人取以列郡治八景焉。」

因此雞籠積雪的確切地點,可能是現在的基隆山(海拔588m),或者海拔超過一千公尺的七星山、大屯山一帶,至今無確切說法。同治年間《淡水廳志》的「淡北八景」也提到「屯山積雪」,可以推知陽明山以及台北其他沿海山區,在清治時代是經常下雪、積雪的!

1654年荷蘭人繪製的大台北古地圖,即淡水與雞籠一帶。來源:維基百科。
1654年荷蘭人繪製的大台北古地圖,即淡水與雞籠一帶。來源:維基百科

原來,約在16世紀至19世紀,也就是明清時代,全球氣溫明顯下降的現象,稱為小冰期或小冰河期。氣溫最低時正巧是清朝地康熙、雍正、乾隆盛世。不僅雞籠山白雪皚皚,許多史書也都記載台灣西部平地下雪。

康熙22年(1683年)十一月,《台陽聞見錄》提到「是冬,北路降大雪,寒甚」、《諸羅縣志》記載「雨雪,冰堅厚寸餘」。乾隆53年(1788年)二月,《淡水廳志》表示「大雨雪,饑,斗米千錢」,顯見寒害對農作物收成的負面影響。咸豐7年(1857年)一月,《淡水廳志》和《苗栗縣志》都有大雪的記錄。1892至1893年的冬天台灣更是嚴寒,地方史料記載不僅澎湖「奇寒」,雲林崙背「大雪,五穀、豬羊多凍死」、嘉義新港「雪下數寸,六畜凍死」,北部的新竹竹東更是「大雪連下三日,平地高丈餘」。

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西元元年到2000年全球氣溫變化。來源:維基百科。
西元元年到2000年全球氣溫變化,其中明顯的低溫時期即為小冰河期。來源:維基百科

馬偕博士(George Leslie Mackay)在1872至1901年旅台期間,也留下許多台北地區的天氣記錄。馬偕於日記裡也記載1893年1/17-18日,大廳裡只有華氏42度(攝氏6度),連觀音山(海拔616m)都下雪,他甚至還上觀音山裝滿兩大桶的雪,帶回平地給孩子看。1892-93年的冬天,可能是台灣有史以來最冷的一個冬天!由此可見,雖然雞籠山、大屯山積雪景色優美,但小冰河期的低溫造成糧食作物生長季縮短、產量降低,農牧業損失慘重,造成全球各地饑荒連年,死亡率上升,造成的災害不可小覷。

台灣近代降雪記錄

全球氣溫在進入20世紀後逐漸恢復正常,日治時期以及民國時期平地幾無降雪記錄,但當時的台灣氣溫依然比現代低,台北大屯山(海拔1093m)降雪依然是稀鬆平常的事情。日治時期比較可觀的記錄,包括《臺北縣志大事紀》中記載1917/1/8 「大屯山降雪為歷年來罕見,淡水線火車開賞雪加班車」、1919/3/2大屯山春雪、及1934/1/29 「天氣驟寒,七星郡大屯山降雪盈尺」。1896年2月,日本在台灣設立台北、台中、台南、恆春、澎湖五個氣象測站,台灣氣候才開始有正式的科學記錄。

台北測站在1900/2/13測得零下0.2 °C,戰後的1963/1/28測得零下0.1 °C、前一天台中最低溫更達零下0.7 °C,各地普遍結霜,但以上幾次都沒有降雪記錄。1962-63年台灣冬天在近代大概是數一數二的嚴寒,其中1963年一月的台北市,有28天達到寒流標準(最低氣溫10度以下)!但當時天氣多為乾冷,也沒有下雪。倒是1958/2/13台北氣溫低達2.6 °C,空軍氣象官李富城先生(現為氣象主播)回憶:

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我跟一個老長官,我們倆一起出空軍總部大門,我們倆一出,下雪了,台北市天空有飄了幾片雪,我說:「啊,下雪了。」

那天陽明山大雪紛飛,景象跟前幾天的寒流相當雷同,但當天氣象局在台北市並沒有正式降雪記錄。

現代受全球暖化以及都市熱島效應的影響,台灣氣溫節節上升,但全球暖化的後果,不僅僅是氣溫上升而已,更可能造成極端氣候頻率增加。這場讓台灣遍地下雪的超級寒流,是否表示著未來包括寒流在內的極端氣候會更加頻繁呢?是值得大家省思的一個問題。

參考文獻

艾粒安鈉
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主修有機合成。對化學、天文、幾何學、地理、氣候、統計學、語言學、心理學、社會學、音樂和烹飪都有興趣。不願一生為學術研究爆肝,而熱愛為感興趣的學科認真寫科普文章,並用創意比喻和爛梗讓大家喜歡科學。多元性別,最高心跳210,海豚音到重低音一手包辦。

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超級低溫的科學啟示錄
Y博士
・2016/01/25 ・1305字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 528 ・七年級

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FB_IMG_1453698706755
拍攝於司馬庫斯。圖片提供者:黃儀倩。

這個週末,相信大家都有一個很難忘的回憶,台灣各地的氣象測站,都測到破紀錄的低溫。很多海拔高度較低的地方,也下起了雪來。一時間,整個台灣的新聞台焦點已經從蔡英文要不要提前組閣,整個轉移到白雪紛飛的歡樂世界。一位在新聞台任職的新聞主管還打趣的說:「今天最大的新聞,應該是台北哪裡沒下雪?」

媒體的報導多著重現象,缺乏事件背後的剖析。

台灣的媒體競爭很激烈,為了收視率只能用力拼下去。然而各家電視台的人力畢竟有限,別家電視台有下雪的畫面,自家怎麼可以沒有。別人出了SNG車,輸人也不能輸陣。資源投注在最血淋淋新聞戰,自然就無法空出人力開闢戰場,只能跟隨別家的議題。在我看來,除了「何處下雪?雪積多深?賞雪人潮?車陣多長?」之外,寒流背後的成因更值得探討。少數有新聞媒體深入解釋了「北極震盪」讓大家知道為什麼會有這一波寒流。但是,很抱歉,如果以科學家的標準,我還會在多問一句,「北極震盪」年年發生,怎麼今年會有如此嚴重的寒流。如果我的資訊沒錯,台灣自1897年有氣象記錄已來,還沒有平地下雪的紀錄發生。很可惜,真正深入的資訊,大多來自外電報導,實在是一大遺憾。

不該發生的事情,卻有不一樣的處理標準

台灣地處副熱帶和熱帶,依照常理來判斷,低海拔地區下雪,其實是「反常」的事件。這就跟十幾年來不該淹水的地方淹水,一月不該有颱風侵襲台灣,小林村不該滅村一樣,都是反常的天氣(或災害)事件。然而,台灣的民眾似乎對下雪有追求的熱情。於是輿論風向變得相當歡樂,開始討論起日本、台灣哪個氣象預報比較準,氣象主播之間的舌戰。這些資訊無疑增添了八卦的氣氛。但是,容我多嘴,當我們覺得日本的播報很準確的時候,是不是想過日本投注多少的人力物力在基礎科學的研究上面。氣象是一門科學,而科學的進步沒有捷徑,就是找到一群稱職的科學家,給他們需要的資源。

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下雪是天氣現象,平地下雪是天氣災害現象

相對於其他高緯度地區,台灣對於寒害幾乎是沒有準備的。舉例來說,一般辦公大樓不一定有暖氣設備,有些建築為了通風,連冬天也只能開啟冷氣。一般超過20年以上的住宅大樓,更不會裝設暖氣,只能靠住戶自己購置,如此低溫對壯年人來說已經接近體力負荷的邊緣,更何況是老年人與小孩。如此寒害,對心血管疾病的病人都是嚴峻的考驗。可以想見,凍死的案例一定會上升,而接下來,台灣的民眾就要面對過年前的農產品漲價。說實話,這波寒流帶來的雪,不是瑞雪,是災害啊!瑞凡!

回歸科學面來說,根據科學家的研究證實,在可以預見的未來,人類必定要面對這一類型的「極端氣候」。尤其是位於海島的台灣,暴雨、暖冬、寒流、強颱,以後都會成為我們生活的一部分。媒體的力量,就跟水一樣,水能載舟,也能煮粥(咳~~),對不起,是亦能覆舟。當輿論能夠喚起大家對這類極端氣候的重視,就會發現這些現象多少肇因於全球暖化。簡單來說,地球已經存在超過45億年,什麼樣的大風大浪沒見過。相對的,人類只有短短一百萬年左右的歷史。地球系統的失衡,不會讓地球消失,反而會是人類這個族群存亡的關鍵。

Y博士
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天文學家。