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一些可以應付高溫的鮭魚

陸子鈞
・2011/04/06 ・971字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 542 ・八年級

國小高年級科普文,素養閱讀就從今天就開始!!

契爾柯紅鮭(Chilko sockeye)是鮭魚界的菲爾普斯(Michael Phelps,八面金牌的游泳健將)。每年,它們抵抗強勁的水流,在加拿大卑詩省的菲沙河,洄游650公里,到達適合產卵的地點。現在,科學家指出,契爾柯紅鮭可以進行長距離洄游的關鍵在於較大較健全的心臟,使它們可以比不洄游的鮭魚,更有效率的使用氧氣。除此之外,它們也可能因此比其他魚類,更能適應暖化的環境。

不是所有菲沙河的鮭魚都會像契爾柯紅鮭一樣游這麼遠,有些鮭魚留在相對靠近沿岸的地點;有些則會游到非常上游的地點產卵。不同的遷徙距離,使鮭魚分成100個截然不同的族群。而其中一個就是契爾柯,它們具有非常獨特的洄游行為及生理構造。

炙熱的夏天,對鮭魚遷徙是一大挑戰。舉例來說,2004年,有些鮭魚族群的80%個體,在抵達產卵地前就已經死於熱逆境。過去六十年來,菲沙河的溫度提高了2°C。加上全球暖化, 科學家預期,會有另一波更大的死亡潮出現。加拿大的一位研究生,Erika Eliason想要知道,菲沙河不同鮭魚族群間的差異,是否使它們更能抵抗高溫。

幾個夏天,她抓了97隻往上游遷徙的鮭魚,並利用架設在拖車上的「鮭魚跑步機」,進行逆境測試。實驗中,把魚放在一個水箱裡,增加流速及水溫,從8°C到26°C,以了解魚在不同水溫下游泳的能力。同時,Eiason也記錄水中的含氧量,得知魚利用氧氣的能力,就像測驗運動員的體力一樣。然後她也解剖了部分的個體,看看它們的心臟。

結果發現,契爾柯紅鮭適應的水溫最廣。它們在17°C游最好,這是河流最中等的溫度;但它們也能應付試驗中最高的26°C。而產卵在整條河最大的急流帶下游的威化紅鮭(Weaver sockeye),會在水溫高於21 °C時昏去。和其他鮭魚相比,威化紅鮭有最小的心臟,最弱的血液補給。Eliason和她的同儕,將這項研究發表於<Science>。此外,契爾柯紅鮭的心臟,也對腎上腺素較敏感,使它們較易於在過熱時,仍保持運作。

魚業學家Brian Riddell提到,「這結果非常清楚,顯然紅鮭非常適應於這種高耗能的洄游」。緬因大學的演化生物學家Michael Kinnison則認為,這項研究使我們可以得知,哪個族群在面臨氣候變遷時最脆弱。契爾柯紅鮭也許在暖化的環境安然無恙,但威化紅鮭可能將遭遇極大的挑戰。另一方面,這些脆弱的族群,可能有其他像是高抗病性等特徵,得以面對不同的外在壓力,因此Riddell認為必須要保護菲沙河的所有鮭魚族群。

資料來源:ScienceNow: Some Salmon Can Take the Heat [31 March 2011]

文章難易度
陸子鈞
295 篇文章 ・ 4 位粉絲
Z編|台灣大學昆蟲所畢業,興趣廣泛,自認和貓一樣兼具宅氣和無窮的好奇心。喜歡在早上喝咖啡配RSS,克制不了跟別人分享生物故事的衝動,就連吃飯也會忍不住將桌上的食物作生物分類。

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極端氣候的問題就在眼前,我們可能面臨什麼樣的未來?——《圖解全球碳年鑑》
商業周刊
・2022/10/04 ・5452字 ・閱讀時間約 11 分鐘

國小高年級科普文,素養閱讀就從今天就開始!!

沒有比現在更急迫需要預測未來。上千名氣候科學家和經濟學家共同建立並測試嚴謹的電腦模型,來估計地球在一、兩個世代後的樣貌。

政府間氣候變化專門委員會(IPCC),由世界各地的志工科學家組成,他們評估目前關於氣候變遷的科學知識——過去、現在和未來的風險與可能性——從而找出共識。

他們發表一系列報告,為 2050 年及其後的世界,做出 5 個可能的結果,這些情況是根據複雜的運算,測量溫室氣體排放、土地使用和空氣汙染對氣候的影響。

做出 5 個可能的結果,這些情況是根據複雜的運算,測量溫室氣體排放、土地使用和空氣汙染對氣候的影響。圖/Pixabay
圖/商業週刊

經濟成長、人口以及溫室氣體排放的未來軌跡,預期將使地球的平均溫度上升。情況的名稱是根據共享社經路徑(Shared Socioeconomic Pathways, SSP), 依照 1 到 5 編號,每個編號有個比過去更負面的結果。

5 個未來會面對的暖化問題

5 種情況的暖化程度,在以下幾個方面存在顯著差異:

  • 氣候的激烈程度
  • 海平面上升
  • 熱浪
  • 降雪和降冰的減少
  • 未來的行動和政策

這些情況說明問題如何隨時間加劇,以及改變目前的做法對未來可能的巨大影響。

IPCC 過去的估計已經證實太過樂觀,因此最近 IPCC 的報告預測,全球地表溫度將提早 10 年升溫超過 1.5° C,儘管如此,自從出版那份報告以來所收集的資料,顯示近期的暖化程度要比過去所做的大膽估計更加嚴重。

二氧化碳排放量。圖/商業週刊
情況升高攝氏 /華氏說明
1. 極低排放量(SSP1-1.9)1.4° C /2.5° F2050 年前後,全球二氧化碳排放減到淨零,符合巴黎公約(Paris Agreement)中,維持全球暖化(最多)高於工業前溫度1.5° C,而後穩定在1.4° C 直到2100 年。永續作法被即刻採行,改變經濟成長和投資,人們感受的氣候變遷效應,相較其他情況顯著較輕微,速度也較慢。
2. 低排放量(SSP 1-2.6)1.8° C /3.2° F全球二氧化碳排放大幅降低,但不足以在2050 年以前達到淨零排放。2100年結束時,升溫穩定保持在大約1.8° C。
3. 中排放量(SSP2-4.5)2.7° C /4.9° F邁向實踐永續的進展緩慢,與歷史趨勢相近。二氧化碳排放量維持在目前水準,本世紀結束前達不到淨零。2100 年前溫度上升2.7° C。
4. 高排放量(SSP3-7.0)3.6° C /6.5° F排放量和溫度穩定上升,大約是目前的兩倍,各國趨向彼此競爭,要求更多糧食供給的保障,且提高對糧食供給的警覺。2100 年以前平均溫度已經上升3.6° C。
5. 極高排放量(SSP 5-8.5)4.4° C /7.9° F2050 年以前二氧化碳的排放將加倍,能源消耗增加以及過度使用化石燃料加速經濟成長,但是……2100 年以前全球平均溫度將升高4.4° C。
表/商業週刊
IPCC 假設的情況。圖/商業週刊

了解 IPCC 勾勒出未來的 5 種情況

想像集體行動的後果,是前進的必要的一步,政府間氣候變化專門委員會(IPCC)的 5 種情況,清楚勾勒未來的樣貌。

他們的報告顯示,人類具備科學的理解、技術的能量和金融手段,將碳排放量限制在 1.5° C,但也清楚說明勇敢行動和政治意志極為重要。

溫度上升 0.5° C,差別就很大

情況 1——正負 1.5° C

這是唯一符合《巴黎公約》,維持全球溫度比工業化前溫度高 1.5° C 目標的情況。

在這情況中,極端氣候比較常見,但世界避免了氣候變遷的最糟衝擊。依然會有健康風險以及氣候改變的風險,但嚴重度會比其他情況好很多。不過,將升溫限制在 1.5° C,將需要能源、土地、基礎建設、交通運輸、工業系統等,作出前所未見的轉變。

將升溫限制在 1.5° C,將需要能源、土地、基礎建設、交通運輸、工業系統等,做出前所未見的轉變。

情況 2——正負 2° C

在低碳排放的情況,世界在 2030 年後不久就會違反 1.5° C 的公約,但還是設法達到巴黎公約中,2100 年以前將溫度上升維持在比工業化前水準高 2°C 以內。

全球二氧化碳和非二氧化碳溫室氣體的排放,如同在「情況 1」中被大幅削減,但不如「情況 1」快速,2050 年之後才達到淨零排放。如同「情況 1」,也需要透過造林、碳捕捉等方法,移除大氣的二氧化碳。

溫度上升 0.5 度或許看似差別不大,但是 IPCC 的報告清楚指出,每增加 0.5 度,對人類和自然系統的負面影響將顯著提高。

舉例來說,極度高溫的天氣事件,如熱浪、火燒、洪水和乾旱,將會愈來愈激烈且頻繁,有時會同時發生,加上海平面上升和海水酸鹼度提高,不僅使人類等物種失去居住和棲息的地方,也會因為作物產出下降和漁獲量減少,而導致糧食不足。IPCC 估計,這個情況會比「情況 1」多出高達數億人受到氣候相關風險的負面影響。

關注的區域情況1情況2差異
全球暖化全球意味地表溫度相對工業化前的水準上升1.5° C2° C0.5° C 以上
嚴重的熱浪每5 年全球人口至少一次暴露在嚴重熱浪中14%37%糟2.6 倍以上
海平面上升2100 年以前,全球人口每年都有海平面上升的風險6,900 萬7,900 萬多1,000 萬
海冰平面北極海夏季無冰的頻繁度每100 年至少一次每10 年至少一次糟10 倍
失去生物多樣性脊椎動物失去至少一半地理範圍的脊椎動物4%8%糟2 倍
生物多樣性昆蟲):失去至少一半地理範圍的昆蟲6%18%糟3 倍
生態系統轉變受生態系統轉變影響的全球陸地區域7%13%糟1.9 倍
失去珊瑚礁與目前相比,形成礁的珊瑚減少70-90%99%糟1.2 倍
農作物產出下降暴露在作物產出下降的全球人口數3,500 萬3.62 億糟10.3 倍
表/商業週刊

情況 3——政治和經濟的力量沒辦法短期內做出決定

這是假設政治和經濟的力量,使得難以在短期內採取明快的大動作。

由於累積的二氧化碳排放量與全球地表溫度上升之間有接近線性的關係,因此升溫 1.5° C 的上限有可能在 2030 年代初就被超越,距離本年鑑出版不到 10 年。

在這情況中,溫室氣體排放到 2050 年都沒有降低,預期本世紀末的升溫將大約 2.7° C。上一次氣溫高於工業化前的水準 2.5° C,估計是在 3 百多萬年前。

暖化會呈現地區性差異,平均而言陸地的暖化將比海洋嚴重,北半球緯度愈高的暖化會比南半球嚴重,北極對暖化的敏感度高於南極,自從工業化年代以來,北極的暖化速度比世界其他地方快了 2 倍。

降雨量會增加。在所有全球暖化超過 1.5° C 的情況中,預期降雨量將會增加,特別是陸地。全球地表平均溫度每上升 1°C,中數降雨量將增加 1% 至 3%(全球和年皆然)。

儘管整體的降雨量增加,但會因緯度而有地區性差異。高緯度和潮濕的熱帶地區,降雨量會增加,但是乾旱地區,包括部分的亞熱帶如地中海、南非、部分的澳洲和南美洲,降雨量會減少。

高緯度和潮濕的熱帶地區,

降雨量會增加,

但是乾旱地區,降雨量會減少。

凡是升溫超過 1.5° C 的情形,到本世紀結束前,9 月將更有可能沒有北極海冰,當暖化到達 2° C 時,這個可能性幾乎是確定發生。圖/Pixabay

北極海冰會融化。凡是升溫超過 1.5° C 的情形,到本世紀結束前,9 月將更有可能沒有北極海冰,當暖化到達 2° C 時,這個可能性幾乎是確定發生。全球地表溫度上升,將使冰河和大冰原的面積更大幅度縮小,導致全球海平面中數(global mean sea levels,GMSL)上升,在前面 3 種情況中,預期在整個 21 世紀將加速,海洋在這些情況下也會變得更酸,這是因為排放量增加使海洋吸收更多碳的緣故。有些系統將會永遠地被改變,持續的全球暖化將可能永久造成:

  • 海平面上升
  • 大冰原喪失
  • 永凍土的碳排出

情況 4——只顧國家利益,沒有同心協力

這個情況是,隨著全球氣候變遷惡化,國際的協調將受挫。各國沒有同心協力來解決問題,反而只顧國家利益,而以關於能源與糧食保障為主。

由於高度仰賴化石燃料來解決燃眉之急,導致溫室氣體排放穩定成長。到 2100 年前,二氧化碳排出幾近加倍,每年超過 800 億公噸,空氣汙染控制不力,加上非二氧化碳的排出量持續增加,導致地球暖化惡化。

溫度遽升。由於各國達不到氣候誓約,21 世紀的溫度可能上升 2° C,不到 10 年可能跨越 1.5° C 的門檻。

降雨和乾旱的區域擴大。在全球暖化超過 2° C 的情況(情況 4 和情況 5),全球平均降雨量將比 1995-2014 年間增加 2.6%。

降雨和乾旱的區域擴大。在全球暖化超過 2° C 的情況(情況 4 和情況 5),全球平均降雨量將比 1995-2014 年間增加 2.6%。圖/Pixabay

海洋改變。到本世紀末,全球海面溫度上升 2.2° C,上升的海洋溫度可能影響大西洋經向翻轉環流(Atlantic Meridional Overturning Circulation,AMOC),這是最大的洋流系統,如果 AMOC 停止將造成廣泛影響,例如季風轉變和歐洲與北美州的降雨減少,AMOC 可能永久停止。海洋溫度上升導致 GMSL 上升,主要是因為熱擴散,凡是升溫跨越 2° C標記的情況,就會提高南極大冰原崩解的可能,也造成 GMSL 在 2100 年前後上升至少 1 公尺,有些預測認為會超過 2 公尺。

如果 AMOC 停止將造成廣泛影響,例如季風轉變和歐洲與北美州的降雨減少,AMOC 可能永久停止。

情況 5——二氧化碳的年排放加倍

面對氣候緊急事件惡化下,化石燃料的開發和能源使用勢必更積極,導致溫室氣體排放大幅增加。2050 年以前,二氧化碳的年排放加倍,在本世紀前超過 1,200 億公噸。

再生能源技術的進步加上人們的接受度上升,使這情況不太可能發生。但是碳循環回饋可能影響大氣濃度,從而製造地球反應的循環而導致這種情況,此外基於全球地表溫度升溫在 10 年內預期將跨越 1.5° C,而短期的暖化現象比估計的還要嚴重,因此即使可能性較低也不容忽視。

在這情況中,溫度上升 1.5° C 被認為在近期內很可能發生,大約是 2027 年前後。幾十年內升溫可能來到 2° C,本世紀末之前無法想像的升溫 4.4° C 可能發生。人類從未曾生活在如此氣候狀況下。

這個情況與其他不同的,在於假設強度的空汙控制,以及預測中長期除了甲烷以外「臭氧前兆」的下降,預測甲烷將上升到 2070 年。

跟其他情況相同的是,較大程度的暖化,預期會擴大區域性暖化趨勢的差異。例如相較 1995 至 2014 年的溫度範圍,部分亞馬遜或其他熱帶陸地將升溫 8° C,其他熱帶陸地區域可能升溫 6° C。

降雨量急遽上升,在暖化程度較大的情況下,預期高低降雨量的差異將擴大,冰原將消失,海平面和溫度將上升,世界失去格陵蘭和南極最大冰原,將導致海平面上升與冰河消失。由於冰原的成長緩慢但融化快速,失去任何面積可能無法逆轉。

海洋吸收愈來愈多熱,變得愈來愈暖,於是水往外擴。海平面上升近 1 公尺可能影響居住在海岸區、島嶼以及容易遭到洪水肆虐的近 10 億人生計。

海平面上升近 1 公尺可能影響居住在海岸區、島嶼以及容易遭到洪水肆虐的近 10 億人生計。圖/Pixabay

海平面上升近 1 公尺

可能影響居住在海岸區、島嶼

以及容易遭到洪水肆虐的近 10 億人生計。

我們沒有丟掉任何東西,

只是把我們的問題變成別人的問題。

⸺賽門.西奈克(Simon Sinek),暢銷作家

上網搜尋,種一棵樹

安裝一個簡單的應用程式,

就可以在你每次上網搜尋時種一棵樹。

——本文摘自《圖解全球碳年鑑:一本揭露所有關於碳的真相,並即時改變之書》,2022 年 9 月,商業周刊,未經同意請勿轉載。

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SmartReading 科普閱讀力大賽——打造新世代自主閱讀指標,培養學子適性成長!第三屆頒獎典禮暨第四屆賽事啟動!
PanSci_96
・2022/09/26 ・3811字 ・閱讀時間約 7 分鐘

108 課綱開啟全新閱讀素養時代。

科學素養不再侷限於考試的解題方法,學生閱讀科學讀物時,如何在氾濫資訊中找到高品質、適合學習程度的科學素材,是教育現場至關重要的課題。

臺灣師範大學 SmartReading 團隊將 AI 讀物難度分級技術,透過測驗、選書、閱讀、讀後回饋四大功能,完整記錄孩子的學習歷程,提升中小學生科普閱讀動機,成為自律自主的科普學習者。

臺灣師範大學於 110 年至 111 年間,與國科會、新北市、臺中市等單位合作,連續辦理三屆「SmartReading 科普閱讀力大賽」,每屆競賽歷時半年。競賽組別以國小三年級至高中一年級共分七個組別。參賽學校涵蓋臺北市、新北市、臺中市、臺南市、高雄市、花東等十九縣市,報名參賽人數累計八千餘人。

國立臺灣師範大學第四屆科普賽將擴大辦理,邀請PanMedia泛科學馮瑞麒總經理、數感實驗室賴以威教授、臺大科教中心賴亦德執行長,持續提供參賽者更生活化、趣味化的科普文章。圖/國立臺灣師範大學

由系統建置適合學生閱讀的兩千多本科普讀物

競賽期間,參賽學生使用「SmartReading 適性閱讀」系統,透過精準快速的中文閱讀能力診斷,將閱讀程度與讀物難度適配。藉由系統已建置,適合國小三年級至高中一年級的 2,180 餘本科普讀物,不僅能激勵其學習動機,更可有效提升選擇的效率,降低科學閱讀恐懼。第三屆科普閱讀力大賽不受疫情波擾,採實體與線上兩種施測方式,於 111 年 5 月份圓滿完成賽事。

111 年 9 月 24 日於臺灣師範大學舉行頒獎典禮,邀請新北市教育局張明文局長、臺北市教育局鄧進權副局長、臺灣閱讀協會陳昭珍理事長、康橋國際學校秀岡校區卓意翔副校長、親子天下兒童產品事業部副總經理林彥傑、新北市信義國小陳桂蘭校長到場擔任頒獎嘉賓。參賽學校師生、家長齊聚典禮會場,為優秀的得獎同學喝采。

111 年 9 月 24 日於臺灣師範大學舉行頒獎典禮,邀請新北市教育局張明文局長、臺北市教育局鄧進權副局長、臺灣閱讀協會陳昭珍理事長、康橋國際學校秀岡校區卓意翔副校長、親子天下兒童產品事業部副總經理林彥傑、新北市信義國小陳桂蘭校長到場擔任頒獎嘉賓。參賽學校師生、家長齊聚典禮會場,為優秀的得獎同學喝采。圖/國立臺灣師範大學

臺師大宋曜廷副校長表示,數位閱讀邁向新時代,團隊使用「SmartReading 適性閱讀」系統作為科普賽競賽平台,期望在知識爆炸的時代,藉由測驗、選書、規劃的「智慧閱讀三步驟」,培養學子的跨領域閱讀力與閱讀習慣,讓學生們手握知識大門的鑰匙,成為自律自主的「SmartReader」。

科普閱讀競賽的三大特色

一、適配閱讀能力與圖書難度,擴增多元書籍與文章素材

參賽學生首先須參加中文適性閱讀能力診斷(DACC),依據診斷結果,配合其當前閱讀能力的科普推薦書單,讓學生選書有依據、個人化。本競賽目前共有「推薦書單」、「推薦文章」等 2 種閱讀素材,主題包含植物/動物、數學、天文地科、物理/化學等 8 大類別。「推薦文章」功能,則與「PanSci 泛科學」及「數感實驗室 Numeracy Lab」合作評選,當前提供 600 餘篇線上科普短文,競賽期間提供已超過 4,000 人次的瀏覽次數。

二、綜合性閱讀五力分數,開啟學生全方位閱讀力

本競賽賽程為期半年,學生透過「前測、閱讀任務挑戰、後測」三個階段。競賽期間,系統詳細記錄每週閱讀歷程,並產出線上「閱讀五力分數」報表。自主規劃閱讀期間計算為「規劃力」;讀後評量填答結果計算為「執行力」;閱讀多元書籍類別的結果計算為「博學力」;閱讀單一書籍類別的深化成果則計算為「精進力」;前後測成長結果計算為「成長力」。將閱讀能力數據化、可視化。

三、閱讀任務徽章,深化學生文化素養與科普閱讀興趣

本競賽內建徽章蒐集系統,參賽者於指定時間依據提示完成閱讀任務,即可獲得期間限定的特色科普徽章。任務內容包含閱讀指定的書單及文章類別、世界性科普節日、科學家生辰、台灣重要節慶與其他隱藏任務。本屆各年級累計獲得徽章達 20423 枚,因設計活潑及任務類型多樣,大受參賽者好評。

競賽結果發現學生的閱讀偏好

一、科普閱讀參與,國小男性最踴躍

活動期間參賽者共完成約 21,153 本的書籍評量。以不同學習階段來看;國小參賽者整體閱讀平均本數為 24 本,男生平均閱讀本數為 28 本,女生平均閱讀本數為 20 本。國、高中參賽者因科普讀本難度較高,需要較長的閱讀時間及一定的科學基礎知識,國中參賽者整體平均閱讀書籍數為 10 本;高中參賽者中女性平均閱讀本數多於男性,整體平均閱讀書籍數為 7 本。

總閱讀量/本人數平均閱讀量/本
全體學生21,1531,10019
8,05150516
13,10259522
國小學生17,47971624
6,47432520
11,00539128
國中學生3,45935510
1,4611669
1,99818911
高中學生215297
116148
99157
活動期間參賽者共完成約 21,153 本的書籍評量。表/國立臺灣師範大學

二、學生偏好閱讀動物/寵物類與地球生態/天文類書籍

整體參賽學生對於科普書籍的喜愛程度,以植物/動物類(男生 28.19%、女生 27.91%)最能引起學生的閱讀興趣(如:《昆蟲老師上課了!:吳沁婕的超級生物課》、《小島上的貓頭鷹》、《神奇樹屋》等系列)。在次要類別,男女皆喜好生態/生命科學類的書籍(男生 15.20%、女生 16.87%)。

整體參賽學生對於科普書籍的喜愛程度,以植物/動物類最能引起學生的閱讀興趣。在次要類別,男女皆喜好生態/生命科學類的書籍。圖/國立臺灣師範大學

三、參賽學生閱讀歷程的質與量均佳,表現令人驚豔

本次參賽學生皆積極參與競賽。

以三年級組第一名得主,臺北市立大同國小的林靖軒同學為例,競賽期間閱讀書籍本數高達 383 本,書籍讀後評量的通過率更高達 95%,書籍不僅讀得多,更是能讀得要領。

四年級組第一名為第二次參賽的新北市信義國小謝秉言同學,本次競賽期間共閱讀 427 本書。

其中五年級組為本次競爭最激烈的一組,臺北市立長春國小的黃葦川同學以及高雄市立集美國小的吳勁毅同學,兩者僅以極小的分數差距位居第一及第二名。

此外,第一次參與競賽的高雄市立正義國小的孫政遠,競賽期間閱讀 281 本書籍,通過率達到 97%。

四、教育主管機關、學校師長及家長支持鼓勵,帶動學生優異表現

新北市教育局致力於推動智慧閱讀教育,不遺餘力,成果豐碩。本屆競賽全台共 2,104 人報名參與,全國賽獎項獲獎學生共計 36 人,其中新北市得獎學生便囊括 14 位,表現相當亮眼。

家長與學校師長共同陪伴,使得學生能專注於本次競賽,並有相當卓越的成果,例如新北市康橋國際學校、臺中市明道中學、臺中市葳格國際學校、臺北市東山中學等校,皆因全力推廣閱讀活動,才能有優異的競賽成果。以新北市康橋國際學校國中部為例,此次七年級組參賽者,全國賽前5名得主中,康橋中學就獲有 3 名的佳績。

臺師大華語文與科技研究中心洪嘉馡教授說明第三屆科普閱讀力大賽成果。圖/國立臺灣師範大學

第四屆科普閱讀力大賽即將開跑

延續前三屆廣受好評之科普賽事,第四屆科普賽將擴大辦理,邀請「PanMedia 泛科知識股份有限公司」馮瑞麒總經理、「數感實驗室 Numeracy Lab」賴以威教授、「國立臺灣大學科學教育發展中心」賴亦德執行長,持續提供參賽者更生活化、趣味化的科普文章,預期第四屆科普閱讀力大賽將能讓全球讀者有更高品質的閱讀體驗和更充實的閱讀收穫。

活動詳情請參閱官方網站
新聞聯絡人:高等教育深耕計畫辦公室——鄭德蓉 02-2366-0916 #111

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全球熱浪災情頻傳!臺灣熱成這樣,竟然不符合「熱浪」的定義?
Heidi_96
・2022/09/02 ・3393字 ・閱讀時間約 7 分鐘

國小高年級科普文,素養閱讀就從今天就開始!!

世界各地熱浪災情頻傳

今年稍早,熱浪侵襲印度和巴基斯坦一帶, 5 月氣溫頻頻突破 45℃,最高溫甚至來到 51℃,是 122 年以來最強的熱浪。

對此,瑞典哥德堡大學(University of Gothenburg)地球科學教授陳德亮表示,要是溫室效應持續加劇,南亞地區每年頻繁出現的熱浪,將影響超過 5.5 億人口,造成食物短缺和難民潮——這樣的場景很有可能在 80 年內上演。

在日本,6 月就迎來了氣象觀測史上持續最久的「猛暑日」(單日最高氣溫超過 35℃),總共持續了 9 天。

下圖為日本氣象廳歷年來的統計數據:綠色長條圖對應縱軸,是每年猛暑日的天數;藍色折線圖是 5 年平均線;紅色斜線則是長期下來的平均趨勢。

1910–2021 年間,日本出現猛暑日的頻率呈現上升趨勢。圖/日本氣象廳

在英國,7 月氣溫飆至 40.3℃。然而,2020 年才有研究團隊推測,在 2100 年前,英國氣溫超過 40°C 的可能性極低,沒想到才過兩年,就打破了氣候模型的預測。

針對今年英國熱浪的情況,世界氣象歸因組織(World Weather Attribution)的分析報告也指出,要不是人為造成的氣候變遷,英國絕對不可能超過 40°C,而且熱浪的溫度也會比現在還要低 2–4°C。

英國熱浪的溫度逐年升高。圖/Nature

在歐洲,居民同樣飽受熱浪之苦。法國、西班牙、葡萄牙、義大利等地都超過 45°C,泰晤士河源頭乾涸、萊茵河水位創下歷史新低,中歐的水文地標「飢餓之石(Hungerstein)」也重見天日。

在捷克境內易北河的飢餓之石上,就刻著這樣一行字:「如果你看到我,那就哭泣吧(Wenn du mich siehst, dann weine)」。

為什麼會有熱浪?跟一般的熱有什麼不同?

簡單來說,熱浪的成因與地球的氣壓系統有關,特別是高壓系統。

當高壓系統長時間盤踞一地時,就稱為「熱穹(heat dome)」。在熱穹範圍內,因為高壓中心氣流下沉,阻礙地面暖空氣上升,導致暖空氣更密集、溫度更高,連帶影響地表溫度。

高氣壓迫使上升的暖空氣下降,導致暖空氣更密集、溫度更高。圖/NOAA

除此之外,影響各地熱浪的因素都不相同,但大致可以分成以下幾種:

  1. 北極暖化噴射氣流遷移:伍德威爾氣候研究中心(Woodwell Climate Research Center)的氣候科學家佛朗西斯(Jennifer Francis)說明「北極暖化」導致北極噴射氣流擺動,原本應該帶給歐洲冷空氣,可是卻沒有,因此造成熱浪。
  2. 聖嬰現象反聖嬰現象:「聖嬰現象」將赤道東太平洋的溫暖海水帶到美州西岸;「反聖嬰現象」則帶來冷水。目前,地球處在反聖嬰時期,因此未來若是聖嬰現象發生,夏季溫度將進一步升高,美洲熱浪也會更加頻繁。
  3. 燃燒化石燃料:科學家指出,人為燃燒化石燃料確實導致了氣候變遷,而且這樣的影響範圍遍及全球。英國布里斯托大學(University of Bristol)氣候科學家薇琪.湯普森(Vikki Thompson)則表示,熱浪強度將隨著全球氣溫升高而上升。
太平洋海水溫度圖:上圖為聖嬰現象期間,下圖則為反聖嬰現象期間。圖/中央氣象局

臺灣熱成這樣,不算熱浪嗎?

先講結論,不算!在臺灣氣象觀測史上,也從來沒有出現過熱浪。

根據中央氣象局統計資料,在橫跨近百年的前 30 筆高溫排行榜中,近三年(2020–2022)就包辦了其中 12 筆,從 38.8℃ 到 40.2℃ 都有。今年 8 月 21 日,花蓮富源自動觀測站更測得 41.6℃ 的高溫。[註]

註:這項記錄沒有列入中央氣象局的高溫排行榜,因為能夠上榜的只有 28 個人工測站的資料,其他 300 多個自動測站都被排除在外。

臺灣氣象觀測史上前 10 筆高溫紀錄。資料來源/中央氣象局

可是,都這麼熱了,為什麼不算熱浪呢?考量到不同地區有不同類型的氣候,世界各國對於熱浪的認定標準都不同。

若參考世界氣象組織(WMO)的定義,必須是「連續 5 日的最高溫,超過歷年最高溫度平均值 5℃ 以上」,才能稱為熱浪。

以臺北市為例,必須連續 5 天出現 39.3℃ 以上的高溫,才符合熱浪的天氣定義,因此即使是受到熱島效應影響的臺北市,至今也都沒有出現過熱浪。

延伸閱讀:我來到一個島,它叫做都市熱島——《都市的夏天為什麼愈來愈熱?》

那麼,未來有可能發生熱浪嗎?應該也不會。

雖然偶爾有熱帶大陸氣團,從中國帶來乾熱的大氣,但臺灣四面環海,有海風調節,海溫最高也只有 30℃ 左右,不太可能出現異常高溫。

極端高溫有多危險?連狗狗都可能被柏油路燙傷!

在熱浪期間,由於高壓籠罩、降雨減少,更容易發生乾旱,而乾燥炎熱的氣溫也容易引發森林大火,造成惡性循環。

舉例來說,加拿大西部去年遭逢熱浪,氣溫飆升至 49.6℃,頻繁的森林大火促成積雨雲形成,帶來致災性雨量,或是降下閃電,引發更多火災。

除了生態危機以外,熱浪還很有可能造成農作物欠收與能源供應短缺。在交通運輸方面,歐洲鐵軌膨脹變形,紛紛減班或停駛,而水位下降、河床乾涸等問題,也阻礙了水路運輸。

另外,英國也呼籲民眾盡量不要外出遛狗,免得狗狗中暑、曬傷,或是被柏油路燙傷。

如何應對極端高溫造成的「熱傷害」?

在氣溫高、濕度高、風速弱,或是天氣突然變熱的情況下,如果在劇烈運動、戶外作業時,沒有適時補充水分與鹽分,就可能對身體造成「熱傷害」,包括熱痙攣、熱暈厥、熱水腫、熱衰竭與熱中暑。根據衛福部統計,今年 7 月,就有 444 人因熱傷害而送往急診,是去年同期的 1.8 倍,而且呈現逐年上升的趨勢。

俗話說得好:「預防勝於治療。」與其逐一認識這五種熱傷害(請參考熱傷害自我保護懶人包),不如學學如何預防,那就是——多喝水、待在陰涼處,隨時注意身體狀況。尤其是嬰幼兒、長者、過重者、慢性病患、戶外活動者、服用特定藥物者,更要小心防範。

然而,要是不幸碰上這種情況,請按照以下五個步驟處理:

  1. 陰涼:移動到陰涼處休息。
  2. 脫衣:脫掉多餘的衣物。
  3. 散熱:保持環境通風。(切勿泡冰水、擦酒精!)
  4. 喝水:迅速補充水分和電解質,如運動飲料。
  5. 送醫:若情況嚴重,如意識不清、痙攣、休克等,應儘速送醫。
夏日炎炎,沒事別出門曬太陽,也要記得多補充水分。圖/衛生福利部國民健康署

參考資料

  1. 熱浪煉獄!巴基斯坦城市氣溫達51℃ 中暑民眾苦不堪言:這種高溫將奪走我們的生命
  2. Ullah, S., You, Q., Chen, D., Sachindra, D. A., AghaKouchak, A., Kang, S., et al. (2022). Future population exposure to daytime and nighttime heat waves in South Asia. Earth’s Future, 10, e2021EF002511.
  3. 大雨や猛暑日など(極端現象)のこれまでの変化
  4. Christidis, N., McCarthy, M. & Stott, P.A. (2020).The increasing likelihood of temperatures above 30 to 40 °C in the United Kingdom. Nature Communications, 11:3093. 
  5. Without human-caused climate change temperatures of 40°C in the UK would have been extremely unlikely
  6. Extreme heatwaves: surprising lessons from the record warmth
  7. 熱浪來襲,是天災還是人禍?
  8. Explainer: What’s causing the recent U.S. heat waves?
  9. What is a heat dome?
  10. Extreme weather: What is it and how is it connected to climate change?
  11. Thompson, V., Kennedy-Asser, A. T., Vosper, E., Lo, Y., Huntingford, C., Andrews, O., Collins, M., Hegerl, G. C., & Mitchell, D. (2022). The 2021 western North America heat wave among the most extreme events ever recorded globally. Science advances, 8(18), eabm6860. 
  12. 聖嬰現象(ENSO)|交通部中央氣象局
  13. 天氣排行榜|交通部中央氣象局
  14. 地獄之門再開啓 台北會那麼熱嗎
  15. 越來越熱!什麼是熱浪?氣候變遷會對您我造成哪些「熱傷害」?
  16. 熱傷害自我保護懶人包
  17. 防熱傷害三要訣 夏日炎炎保安康
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Heidi_96
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PanSci 編輯部角落生物|外語系畢業,潛心於翻譯與教學,試圖淡化語言與知識的隔閡。