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大隱隱於市:神秘淡水紐蟲在台現身,世上第二筆野外記錄!

YTLai_96
・2020/06/09 ・3271字 ・閱讀時間約 6 分鐘 ・SR值 490 ・五年級

國小高年級科普文,素養閱讀就從今天就開始!!

台中高鐵站附近,直線距離不到 2 公里的地方有一條小溪,僥倖逃過了三面光水泥化的命運。兩岸依然竹林成蔭,溪底仍是卵石交錯,乾淨的水流日夜不斷向筏子溪奔去。

誰也沒有想到,這溪裡居然住著祕密客:一種神秘淡水紐蟲,學名為 Apatronemertes albimaculosa,中文名稱定為「白斑迷地紐蟲」。而且這個發現,其實是此種淡水紐蟲世界上第二筆野外記錄?

且讓我娓娓道來。

紐蟲?那是什麼?

對多數讀者而言,紐蟲這名稱聽起來想必陌生至極。這也難怪,畢竟紐蟲所屬的紐形動物門(Nemertina)是一個僅有一千三百種左右的小門,對比一下,長相相近的扁形動物門光是自由生活的渦蟲就有 4500 種左右,你就知道紐形動物門真的很小。

絕大部分的紐蟲都住在海裡而且還底棲,平常只在海底泥沙石縫海藻間活動,過著就算是潛水愛好者也不容易看到的小日子。種類少又低調度日,也難怪紐蟲這麼不為人所知了。

以下是幾種海裡的紐蟲的影片:

不過,紐蟲這類動物雖然低調度日,卻也稱得上是曖曖內含光,有些令人玩味的特徵值得一提。

首先,紐形動物門的名稱來自希臘神話的一位海仙女 Nemertes 之名。傳說這位海仙女及其眾多姊妹們屬於自然幻化的精靈,擁有藍色的頭髮。或許是因為紐蟲經常帶有鮮艷的體色和線條,扁而長的身形在海中飄盪有如傳說中海仙女的長髮,因此得到這樣的美稱。

不消說,紐蟲的英文俗名「Ribbon worm」和中文俗名裡的「紐」字,想必也是由紐蟲長而扁的多彩身形如同緞帶和紐帶,因此得名。

海仙女的藍色長髮當如此種紐蟲吧

雖然紐蟲身形扁長多彩又在水中飄逸,看來弱不禁風,但紐蟲可不是吃素的動物。大多數的紐蟲屬於捕食者,以同樣底棲的環節動物、雙殼貝或甲殼類甚至魚類為食;少數則為以屍體為食的清除者;或者是以棲身於軟體動物外套腔裡並分一杯羹的共生方式過活。

紐蟲捕食多毛類

紐蟲捕食成功並吞食多毛類

不僅如此,紐蟲最特別之處在於擁有超長的吻,這條長吻由體壁向內翻折而成,平時若無其事地收在體內的吻腔中隱藏殺機,當獵物出現時紐蟲就會以迅雷不及掩耳的速度將體液打入吻腔,讓吻閃電般往外翻出纏黏,並以吻上的有毒黏液或刺針制服獵物,簡直就是七種武器之首!(才不是)

更妙的是有些紐蟲的吻還具有分支,當吻翻出攻擊獵物時根本就像閃電四處奔流一樣的霸氣。這種畫面太過驚奇一般人難以得見,還好水管上有一些目擊者留下來的影片,如果你沒看過,現在讓你看看。

吻具有分支的紐蟲

海洋之外,少之又少的淡水紐蟲

雖然絕大多數的紐蟲都住在海裡,但是生命總有例外,有那麼極少數 22 種紐蟲偏偏就住進了熱帶和亞熱帶地區的淡水水域;甚至還有少數中的少數、僅僅寥寥數種的紐蟲竟然成了陸生種類。

接下來,就讓我們仔細介紹這種台灣第一次記錄到、也是全世界第二筆野外記錄的白斑迷地紐蟲 Apatronemertes albimaculosa

白斑迷地紐蟲,畫面左下角為具白斑的頭部與身體前段,體內的白色顆粒為生殖腺(作者提供)

打從首次被發現開始,白斑迷地紐蟲的身世就一直是個謎。

1974 年,在德國杜賽朵夫市立水族館和動物園商店的淡水缸裡,首次發現了這個種類的淡水紐蟲,既然是在淡水缸裡被發現,幾乎可以確定這種淡水紐蟲是原生自某個未知的熱帶或亞熱帶地區,然後被人為引入到德國。因此,描述此種紐蟲的科學家將其屬名取為「Apatronemertes」,意思是「沒有(A-,no)故土(patro-,fatherland)的紐蟲(nemertes)」,然後再將種名取為 albimaculosa,意指其體表的細碎白斑。

是說,在台灣這一篇新紀錄種研究報告發表後,該如何以中文稱呼這種紐蟲還真讓人絞盡腦汁。按照屬名直翻,本來想要叫它白斑「無父」紐蟲,但這樣太容易讓人誤解以為這種紐蟲行孤雌生殖,實在不妥;若是轉個彎叫它白斑「失根」紐蟲或白斑「漂泊」紐蟲,也可能讓人誤以為這是一種善於游泳、在水體層活動的淡水紐蟲,還是不好。

最後靈光一閃,決定叫它白斑「迷地」紐蟲,以指明其沒有故土的發現歷史,順便跟星際大戰的迷地原蟲沾了點光,誰叫它紅色的身體一副邪惡勢力的光劍模樣⋯⋯

在白色磁盤底部爬行的白斑迷地紐蟲,一整個原力灌注的感覺(作者提供)

白斑迷地紐蟲的原鄉何處?

回到白斑迷地紐蟲的發現史,有趣的是,彷彿命名就定下未來的命運般,在首次發現後的 40 年間,白斑迷地紐蟲接連在奧地利、西班牙、美國及日本的商店或私人淡水缸裡出現,而且總是在水族缸中的水草基部發現它的蹤影,於是更加確定它應該是在水草貿易的過程中被夾帶到各地,但原產地依然成謎。

直到 2017 年,終於在巴拿馬運河旁小池塘裡半露頭的石塊枝條下發現了野生的白斑迷地紐蟲,這全世界第一筆的野外記錄也讓始終成謎的原產地露出了一點曙光。話雖如此,巴拿馬運河身為繁忙的海運交通要道,來自各地的船隻的壓艙水和船體結垢,很可能無意間將這種淡水紐蟲引入巴拿馬運河和鄰近水域然後被人發現,因此白斑迷地紐蟲到底是不是產自中美洲一帶的淡水域,還是很難說得準。

白斑迷地紐蟲的台灣記錄透漏了什麼?

2018 年中,我在台中高鐵站附近的小溪裡尋找一些蛭類,翻著溪底的石頭就翻到幾隻古怪的紅色長條動物,當時直覺告訴我這恐怕是淡水紐蟲之類的罕見類群,所以就收了起來泡成標本。因緣際會之下,這些標本透過我的日本研究夥伴、京都大學中野隆文教授,轉到了專做紐蟲系統分類的北海道大學柁原宏教授手上,於是成就了這世界第二筆的白斑迷地紐蟲野外記錄。

白斑迷地紐蟲在台中的棲地,一條依然樸拙而美麗的小溪(作者提供)

話說回來,在台灣發現白斑迷地紐蟲的這筆記錄,不只讓我們知道「原來台灣有淡水紐蟲」、「原來台灣有白斑迷地紐蟲這種淡水紐蟲」、以及「這是世界第二筆的野外記錄」,也進一步暗示了白斑迷地紐蟲的原產地或許不在首筆野外記錄所在的巴拿馬或中美洲,而是在亞洲的熱帶和亞熱帶區域。

因為放眼望去,同屬於異紐目(Heteronemertea)的其他五種半淡鹹水/淡水紐蟲有四種產於日本、俄羅斯、中國、韓國、印尼等亞洲地區,再加上在台灣溪流裡發現的白斑迷地紐蟲,讓「亞洲熱帶/亞熱帶地區乃是異紐目其下半淡鹹水/淡水紐蟲的起源地」這個假說更添說服力。

更何況,白斑迷地紐蟲在台灣的發現地只是一條不起眼小溪,在急劇開發的台中市裡苟延殘喘,部份河段僥倖維持天然,周圍居民會在裡面養魚,幼稚園老師會帶小朋友來玩水。並不像巴拿馬運河那樣是條高度繁忙、各地物種都有可能被意外引入的交通要道,於是也更加提昇了白斑迷地紐蟲原產於熱帶/亞熱帶亞洲的可能性。

淡水紐蟲尚待研究

最後分享一個淡水紐蟲的新聞:在 2013、2015、和 2017-2019 年,韓國的漢江都遭遇了某種淡水紐蟲的大爆發,當地漁民用來捕撈日本鰻鰻線的網子裡面沒撈到幾隻鰻線,反而是塞滿了暗紅色的淡水紐蟲,其重量甚至高達所有收穫的 90%,因而嚴重影響了當地鰻線漁民的生計。

後來經由研究確認,此種淡水紐蟲為殷氏草澤紐蟲 Yininemertes pratensis (Sun & Lu, 1998),至於為什麼這種淡水紐蟲突然在漢江大爆發,又是否跟鰻線收穫量日漸衰退有所關聯,到現在依然是個謎。

韓國漢江淡水紐蟲大爆發的狀況(圖片來源

我們何其有幸,終於開始認識這麼神秘的淡水紐蟲,現在只盼台中市政府及各地方政府不要吃飽撐著胡亂整治野溪,否則還來不及更加了解牠們,牠們恐怕就要消失了唉……

參考資料

  1. Wikipedia: Nemerta Ecological significance
  2. Kajihara, H., Kato, A., Nakano, T., & Lai, Y. T. (2020). Occurrence of the freshwater heteronemertean Apatronemertes albimaculosa (Nemertea: Pilidiophora) in Taiwan. Taiwania65(1), 81-85.
  3. Park, T., Lee, S. H., Sun, S. C., & Kajihara, H. (2019).Morphological and molecular study on Yininemertes pratensis (Nemertea, Pilidiophora, Heteronemertea) from the Han River Estuary, South Korea, and its phylogenetic position within the family LineidaeZooKeys852, 31.
  4. Kajihara, H., Takibata, M., & Grygier, M. J. (2016). Occurrence and molecular barcode of the freshwater heteronemertean Apatronemertes albimaculosa (Nemertea: Pilidiophora) from Japan. Species Diversity21(2), 105-110.
  5. Shichun, S., & Jingrang, L. (1998). A new genus and species of heteronemertean from the Changjiang (Yangtze) River Estuary. Hydrobiologia367(1-3), 175-187.
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HOW TO 做出安全的鋰電池?先讓它爆爆看!
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2020/12/02 ・2832字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 493 ・六年級

 

本文由 UL 委託,泛科學企劃執行

  • 文/陳亭瑋

2019 年的諾貝爾化學獎頒給了發明鋰電池的三位科學家,因為他們的貢獻,讓我們的世界現在隨處可見輕便的手機、筆電以及電動車。在享受鋰電池帶來便利生活的同時,我們也不能忽略其潛在風險。像是 2016 年三星 Galaxy Note 7 手機的爆炸事件,正是電池設計與品質控管不良等綜合因素所造成;電動車在充電或正常操作時起火燃燒等鋰電池意外也時有所聞。

究竟是哪些因素,讓鋰電池出錯、發生自燃或爆炸的意外呢?這要先從鋰電池的構造說起。

鋰電池內部主要是由正極、電解液、負極、隔離膜四大部分組成,加上外殼封裝之後,  就成為可以獨立運作的基礎單元,一般稱為「電芯」。為了有效管理電池效能,並限制電池因錯誤操作所造成的危險,一個或多個電芯還必須進一步連接管理系統電路板,有時甚至配備主動或被動式散熱系統,加上電池外殼進行最後封裝,才成為一般使用者所看到的鋰電池。

鋰電池的充放電都是化學反應。充電時,鋰離子會由正極往負極移動,放電時則反過來。而像這類的化學反應都會放出熱,再加上「電芯」裡大多是易燃材料,如果電池設計不當、品質不良或使用者誤用,就容易燃燒或爆炸。

接著簡單介紹幾個會造成鋰電池「爆炸」的原理。

爆炸自燃的起點:內部短路與外部短路

所謂的短路(Short circuit)主要指電路中有電位差的兩個節點以極低電阻的元件(像是一般的導線)相連;或者換句話說,應該要做好絕緣的兩個點互相接觸了。短路會造成電路中瞬間出現非常大的電流,大電流所釋放出的能量,除了可能燒壞線路、引爆火花,也會讓電池在極短的時間內過度放電,釋放出大量熱能提高電池溫度。

鋰電池短路可大致分為「外部短路」與「內部短路」兩種。所謂的「外部短路」,就是鋰電池的外部正負極之間,有絕緣不良或設計問題,讓正負極以低阻抗的情況下連接發生短路。而錯誤的使用方式、或是損壞的電器連接電池等風險較高的情境,也有可能造成電池短路。

「內部短路」則通常是由於電池設計不良、品質缺陷、過充過放、不當加熱、外部壓力影響結構等因素,造成電芯內的隔離膜受損,兩極直接接觸而出現短路。如開頭提到的三星 Note 7 的電池,就是出現了內部短路。

鋰電池短路會怎樣呢?短路會讓電池在很短的時間內放出很大的電流,因而大量放熱產生高溫,這樣的高溫會破壞電池內部,繼而出現更劇烈的化學反應。

那遇到高溫、熱到不行的鋰電池會發生什麼事呢?

高溫:鋰電池的熱失控連鎖反應

一般來說,鋰電池在使用上有合適的溫度範圍,建議溫度為攝氏 0 度到 45 度,且不可以靠近火源。這也是為什麼,在旅行時也應該要將鋰電池放在隨身行李,讓鋰電池跟著你走,避免將鋰電池放在潛在有可能高溫的飛機貨艙或是車輛的行李艙中。

就像前面所提及的,鋰電池的充放電都屬於化學反應,本身就會放熱,而溫度越高化學反應速度會越快。因此高溫下,電池內部會產生一連串的連鎖反應,持續產生熱,如果無法散熱就會形成熱失控 (Thermal Runaway),累積的熱最終會可能會導致電池起火。

但是鋰電池為什麼這麼容易燒起來呢?爆炸又是怎麼來的?

成分易燃:有機成分在高溫下不穩定

鋰電池的主要組成如電解液、隔離膜為有機成分,本身就屬於易燃物質。再者,高溫下的鋰電池除了會發生「熱失控」持續加速反應與提高溫度,材料本身也會反應分解出易燃的氣體。如果電池沒有排氣、降溫的設計,遭遇到高溫或短路時,就可能起火燃燒、甚至爆炸。所以為了安全起見,使用有鋰電池的電器時,要記得遵守原始的使用設計、不要隨便更動電器的設計或使用方式;環境中有造成高溫火爐或暖爐等,也要記得避開,就可以更安全。

鋰電池的應用方式不同,安全措施也需要隨之調整。如電動車跟儲能系統中,會使用成千上萬顆鋰電池,當每顆電池都有安全風險時,如何不讓鞭炮般連續爆炸的連鎖效應發生,是未來系統設計的重點。

有安全認證才認真安全

作為使用者,該如何享受鋰電池的便利,同時確保自身安全呢?

遵守鋰電池的使用規範是首要條件:例如要在適合的溫度內使用,不接近高溫或有火源的環境。使用電器產品保持謹慎,電池出現如膨起等異常就立即停止使用。

如果購買的產品經過認證,內置的鋰電池設計妥善,且使用時遵守相關規範,就可以把「爆炸自燃」的可能性降到非常非常低囉。

話說回來,又是誰在幫鋰電池進行安全認證,替鋰電池的使用者把關呢?

泛科學採訪了全球產品安全認證機構 UL,他們位在新北市林口/龜山的實驗室 ,正擔負起替各種商品的安全性把關的重責大任。UL 目前已發展超過 1,400 種安全標準,每年評估超過 2 萬多類的產品,幾乎涉及到所有你想得到的商品,當然也包括了鋰電池。

UL有個測試研發單位,其重要工作就是研究鋰電池的各種失效方式。過往較受矚目的任務,包括受託調查三星及波音 787 發生的電池問題。針對鋰電池的安全性, UL 研發實驗室除了會以儀器分析,掃描其物理結構,也會在不同的條件下測試電池的充放電,以逆向工程的方式,拆卸分解,找出鋰電池的弱點。

此外,實驗室為了洞悉不同鋰電池產品的「失效模式」,會用實驗模擬,甚至如針刺的物理破壞方式「讓它爆看看」,藉此收集各種會讓電池「失效」的相關資訊,提供後續針對失效模式的設計建議。現階段,由於材料的設計與限制,不存在「完全安全」、不會爆炸的鋰電池,但可以放心的是,這世界存在著經過檢驗與設計、安全性較高的產品,以及較為安全的使用方式。

未來在購買相關產品時,我們除了關心性能、售價等因素,不妨多注意注意鋰電池是不是經過安全認證,為這美好的科技世界獻上祝福吧!

 

本文由 UL 委託,泛科學企劃執行

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東南亞史前藝術史:能寫實也懂抽象,和歐洲一樣
寒波_96
・2020/12/01 ・3342字 ・閱讀時間約 6 分鐘 ・SR值 532 ・七年級

國小高年級科普文,素養閱讀就從今天就開始!!

冰河時期只有歐洲人變聰明?

歐洲在數萬年前的史前時代,就存在洞穴壁畫、雕刻之類的藝術創作。能畫出令畢卡索也讚嘆的畫作,足以讓我們間接推論,壁畫的創作者已經具備現代的心靈。當時的歐洲人除了能準確畫出寫實的動物,野牛、野馬等等,展現觀察與複製自然的能力,也會製作比較抽象的作品。

德國出土,距今 4 萬年前的「獅人」。圖/取自 ref 3

例如在德國南部的史塔爾洞穴(Stadel cave)出土,距今 4 萬年的「獅人」,是一件用象牙雕刻,31 公分高的小雕像;專家估計要花費 400 小時,才能完成這件精品。獅頭人身,顯然不是自然界存在的生物。當時的人為什麼大費周章,製作這類缺乏實用價值的作品,我們毫無頭緒。1

考古學家猜測,獅人雕像曾被作為某些儀式之用,甚至隱約記錄著早已失傳的信仰、原始的宗教。不論如何,獅人這類超現實的作品,都反映出創作者難以捉摸的抽象思維。幾萬年前的歐洲人既能寫實,也懂抽象,別處的人卻沒有類似手筆,難道是歐洲的智人特別聰明嗎?

最近在世界另一邊,東南亞的發現,完全顛覆了上述的想法。

遺址位於地圖上左邊的婆羅洲東部,紅框處。蘇拉威西位於婆羅洲的東方。圖/取自 ref 2

位於東南亞,比歐洲更早的動物壁畫

歐洲是世界上最早開始考古研究的地方,調查最為透徹、密集。單單法國考古遺址的數量,就和廣大的東南亞一樣多。其他地方沒有和歐洲類似的考古發現,或許只是探索不夠,尚未找到。也可能是沒有留存下來,都在歲月中消逝了;畢竟歐洲的氣候環境,遠比非洲、東南亞等地適合保存人造物。

所以這篇 2018 年發表的論文相當驚人。它報告在東南亞海上的大島—婆羅洲,山區調查岩洞的結果。數個洞裡發現壁畫,但是判斷壁畫的年代難度很高。

這項研究採用鈾定年法(U-series dating)分析壁畫上的碳酸鈣。畫作完成後留在岩壁上,碳酸鈣會漸漸在表面累積,所以碳酸鈣的年代,肯定比其下的畫作更晚;碳酸鈣的年代,能代表畫作最低可能的年紀。2

婆羅洲的史前壁畫。圖/取自 ref 2

婆羅洲 6 個洞穴共 15 件樣本的分析指出,年代最早的畫作距今足足有 4 萬年之久,次早的為 3.94 萬年。畫的隱約可見是某種動物,可惜已經殘缺到無法判斷。4 萬年前這年代,甚至比法國的夏維洞穴(Chauvet cave)最早 3.7 萬年前的作品,又更早好幾千年,在發表時是全世界最早的動物繪畫。

最早一批壁畫的色彩偏紅橘,內容為偏寫實風格的動物,如當地存在的爪哇野牛(Bornean banteng)。不過該地繪畫記錄在此之後,中斷相當長的時間,直到約 2 萬年前才出現另一種風格,以手印為主,深紫色的作品。

婆羅洲的史前壁畫。圖/取自 ref 2

這項發現明確指出,洞穴壁畫這類被視為高端心靈的表現,並非歐洲的專利,不但也在世界另一邊的東南亞存在,年代還比歐洲更早一點。

下巴掉下來的話,先裝回去,因為隔年 2019 年發表的論文,比上述發現更加驚人!

4萬年前的東南亞,至少有兩群文青

另一項研究調查的地點,位於婆羅洲東邊的島:蘇拉威西。島上一個叫作 Leang Bulu’Sipong 4 的洞穴中,發現 6 個動物圖案:2 個是野豬、4 個是野牛,由型態判斷最可能是蘇拉威西野豬(Sus celebensis)以及矮水牛(dwarf buffaloes 或 anoa),牠們依然漫步在今日的蘇拉威西。3

蘇拉威西的史前壁畫。圖/取自 ref 3

鈾定年法得知,蘇拉威西最早的樣本距今也許有 4.39 萬年,榮登目前已知史上最早的動物畫作,它是一幅看起來肥滋滋的野豬。稍晚的野牛距今 4.1 萬年左右,榮登史上最早的野牛畫作。

冰河時期海平面較低時,婆羅洲會與東南亞大陸相連,不過蘇拉威西總是海島。蘇拉威西這批壁畫色彩紅橘,和婆羅洲年代稍晚的作品風格一樣。只在單一地點發現,還有質疑的餘地,不過在相距不遠的兩處都發現類似作品,應該足以相互映證,彼此為年代接近,文化相似人群的產物。

蘇拉威西史前壁畫,半人半獸部分的局部放大。圖/取自 ref 3

在東南亞的抽象人獸合體,也比歐洲更早

另一件驚喜是,豬和牛的旁邊還有 8 件半人半獸(therianthropes)的圖案。一豬一牛旁邊,各有一個半人半獸;其餘 6 個位於另一頭牛的前方,該牛距今約 4.09 萬年,半人半獸們的年代或許差不多。

所謂「半人半獸」,其實無法判斷是哪種獸,不過圖案放大來看很清楚,假如把德國 4 萬年前的獅人畫在牆上,看起來就會是蘇拉威西這樣:獸頭人身。

換句話說,蘇拉威西岩壁上這批繪畫,是世界上已知最早的人獸合體作品,又比歐洲更早一段時間。綜合觀之,東南亞和歐洲在同一時期的人,皆為既能寫實,也懂抽象,足以認定具有高端心靈的人。至少可以肯定,冰河時期的歐洲人,並不獨特。

發揮想像力,對,它們是一樣的東西!圖/取自 ref 3

一樣高明的東方與西方:有共通源頭,或是獨立發展?

差不多同一時期,地球上相隔甚遠的兩處人,在差異不小的環境下,不約而同表現出類似的行為與思維。不禁令人好奇,事情是如何發展成這樣?

東南亞與歐洲的智人,都是數萬年前離開非洲智人的後裔。一種可能是,他們尚未各分東西以前,已經具有後來的藝術感與抽象思維,後來各自在東方與西方表現出來,留下紀錄。另一種可能是,歐洲與東南亞兩地獨立發展。移民歐洲的智人思維變得更加深刻,東南亞也經歷一樣的狀況。

考古記錄指出,約 4 萬年前才有大批智人移民進入歐洲;歐洲出現智人藝術品,和智人抵達歐洲幾乎是同時的事,乍看之下沒什麼醞釀的時間。

東南亞一帶智人現身的年代,應該早於 6 萬年前;更遲超過一萬年,才是已知開始藝術創作的年代。是同一群人住久以後,慢慢研發出新才能嗎?又或是隨後而來的另一群人,也帶來藝術呢?

總之,目前的證據,不足以判斷是哪一種;只能肯定智人尚未離開非洲以前,已經具有相當的象徵思維,不過仍沒有寫實壁畫、半人半獸這類手筆(或許曾經有過,只是還沒有發現)。

延伸閱讀

參考資料

  1. The Lion Man: an Ice Age masterpiece
  2. Aubert, M., Setiawan, P., Oktaviana, A. A., Brumm, A., Sulistyarto, P. H., Saptomo, E. W., … & Zhao, J. X. (2018). Palaeolithic cave art in Borneo. Nature, 564(7735), 254-257.
  3. Aubert, M., Lebe, R., Oktaviana, A. A., Tang, M., Burhan, B., Jusdi, A., … & Sardi, R. (2019). Earliest hunting scene in prehistoric art. Nature, 576(7787), 442-445.

本文亦刊載於作者部落格《盲眼的尼安德塔石匠》暨其 facebook 同名專頁

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寒波_96
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生命科學碩士、文學與電影愛好者、戳樂黨員,主要興趣為演化,希望把好東西介紹給大家。部落格《盲眼的尼安德塔石器匠》、同名粉絲團《盲眼的尼安德塔石器匠》。

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今夏暢玩傳統藝術也不用擔心碳足跡──宜蘭傳藝園區能源管理系統新啟用!
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2020/09/02 ・2467字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 518 ・六年級

本文由 宜蘭縣政府環境保護局 委託,泛科學企劃執行

  • 採訪寫作/陳儀珈

位於宜蘭縣五結鄉的宜蘭傳藝園區,是個小小的時光隧道。與親朋好友一起踏入紅磚街屋,就能一窺臺灣早期的生活樣貌。不僅能品嘗糖葫蘆、椪糖與拉糖蔥等傳統小吃,還能親身觀看各種戲劇表演活動,了解早期臺灣人的生活。

去到傳藝園區,當然要品嘗一下拉糖蔥等傳統小吃啦。圖/宜蘭傳藝園區提供

當大家沉浸在臺灣傳統文化的洗禮時,園區也默默引進了新科技,為大家帶來更美好的遊園體驗。負責營運宜蘭傳藝園區的全聯善美文化藝術基金會近期剛剛更新了能源管理系統,除了可以讓大家各夜景美照不漏拍,也能有效率兼顧節能與環保!

辣麼大的園區要花多少時間開關燈?

讓大家掉入時光隧道流連忘返的宜蘭傳藝園區,整體占地達 24 公頃、幅員遼闊。過去園區內所有的電源開關都要靠著員工從頭巡到尾,以人工方式一個個去開關。

圖說:腹地廣大的傳藝園區,現在還有畫舫遊河喔!圖/宜蘭傳藝園區提供

「從這一頭走到那一頭,就要花掉超過半個小時……。」全聯善美的文化藝術基金會管服處黃國祿總監接受泛科學訪問時表示。人工開關電源,整個園區的冷氣、照明開關時間差可能會達到近一個小時。人工開關不僅對管理造成負擔,時間差對於電力也是種浪費,更讓工作人員無法及時調整園區的電力狀況。

黃總監還舉例說明,過去若是遇上節慶的特別活動,例如過年期間的表演彩排,基金會就需要安排額外的員工加夜班,就只為了兩件事情:「開電」和「關電」,才能夠在夜間提供照明進行彩排。

為改善低效率的人工作業流程、改善電力控管效率,全聯善美的文化藝術基金會在經濟部能源局及宜蘭縣政府支持下,自 2017 年起著手規劃「能源管理系統」(EMS),將電燈、冷氣等電力設備全都連上光纖網路,再傳送到中央管理系統。系統建置完備後,總算讓工作人員得以直接、及時透過系統管理整個園區的用電狀況。

能源管理系統讓工作人員得以直接、及時透過系統管理整個園區的用電狀況。 圖/宜蘭傳藝園區提供

然而,建置能源管理系統並非簡單事,從硬體到軟體,都需由專業人員處理,因此在規劃過程中,均有低碳節能輔導團、臺灣產業服務基金會來協助宜蘭傳藝園區提案、接洽廠商並且勘查場地現況。

提及建置過程中最需要克服的困境,黃總監毫不猶豫地說:「整理線路是最辛苦的事!」。

當開始規劃系統建置、勘查場地狀況時,這才發現由於宜蘭傳藝園區自 2003 年開始營運,園區線路系統長期未更新彼此混亂交纏。因此,初期花費了不少心力在重新整頓線路,成為建置期間非常浩大的工程。

而且,許多線路必須爬上屋頂才能處理,但是白天是遊客聚集、人潮眾多的時間,逼不得已之下,只在能夜間進行施工。

若有小偷這時偷偷潛入傳藝,大概會被「夜晚飛簷走壁的武林高手」給嚇跑吧!

不用再苦力巡園,一鍵開關成就Get

走過艱辛的籌備期,現在的宜蘭傳藝園區終於可以「一鍵開燈」、「一鍵關冷氣」。工作人員只需坐在辦公室,就能遠端掌控整個園區的亮、暗、冷、暖,及時照顧到每一位遊客的遊園品質。

除了讓工作人員可以更機動因應園區狀況,能源管理系統也有許多其他重要的功能,例如:警報系統、設定 KPI 和資訊報表。能源管理系統可以隨時計算統計用電量,當園區用電量超過警戒值的時候,會由警報系統發出提醒。

此外,透過能源管理系統的資訊報表,工作人員能一眼看出園區的用電狀況,關閉不必要的電器設備,甚至把特別耗電的小壞蛋抓出來。另外除了透過系統管控,基金會也陸續更新設備,例如把一般燈泡改為 LED 燈、將老舊電器換新,就能省下許多不必要的電費。

由於整個園區的建築群相當壯闊,開冷氣的時間多耗一分鐘,就會浪費非常驚人的電量。因此基金會以「分鐘」為單位,精準控制開冷氣的時間,並且設定年度的省電 KPI,讓宜蘭傳藝一年比一年更省電!黃總監告訴我們的小祕密:現在是開園前「12分鐘」開空調!可以分秒計較、既省電又有效,當然也是能源管理系統的功勞。

自 106 年以來,根據基金會的統計指出,使用能源管理系統後,光是冷氣的部分,平均一年就可以省下將近 10 萬度的電量,等於一年節省了 30 多萬元。

使用能源管理系統的優點,可不只是省電、省錢而已,對於園區內的環境來說,也是一大福音。宜蘭傳藝園區擁有幅員廣闊的綠色植栽,在園區打烊後,透過能源管理系統的排程設定,就能讓園區環境獲得喘息的空間,使生態擁有符合大自然的「生理時鐘」。

智慧點燈,科技風的宜蘭傳藝園區

宜蘭傳藝園區的夜間景點是不少遊客必追的打卡熱點,像是魚耀隧道亮燈就被網友封為「最浪漫地標」,而在能源管理系統的設置下,開關燈的時間可以非常準確,讓拍照的遊客們可以準時享有美景美照。

魚耀隧道大魚中有小魚象徵孕育與傳承,是知名的拍照景點。圖/宜蘭傳藝園區提供

此外,能源管理系統更能讓遊客不知不覺間,享受唯美又舒適的遊園體驗!

像是,當天色漸暗,整個園區被黃昏暮色籠罩著時,燈就會在朦朧之間微微的亮起。在工作人員的精心安排之下,整個園區的氣氛都被控制的恰恰好,不會讓人感受到絲毫刻意,你只會無意識地驚嘆一聲:「傳藝好美啊!」然後在 Google 評價給五顆星!

透過這些一點一滴的改變和用心,基金會為遊客打造最舒服的遊園環境,遊客讚嘆之餘,也因喜愛而不斷回訪。對於園方來說,在節能減碳之外,這才是經營園區最有成就感的所在。

目前基金會只完成第一期能管系統的建置,範圍包含三條老街、小吃坊和觀景樓等人潮最多的地方。未來,當基金會開啟第二、三期計畫後,將會開始管理野外景觀區、停車場區這些更遠的區域。基金會預計將在這些區域使用無線網路管理電力設備,因應科技進展,完成符合網路時代的管理機制。

就讓我們一同期待越來越科技的宜蘭傳藝園區吧!

本文由 宜蘭縣政府環境保護局 委託,泛科學企劃執行

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