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颱風耍任性?我真是猜不透你啊!

阿樹_96
・2012/09/14 ・2019字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 582 ・九年級

「有百分之 70 是 7,百分之 30 是 jack,不是 7,就是 jack」
海珊:「開張 6 給他.讓他贏個莊家 100 塊。」

結果開出來是 6 點,和電腦分析完全不一樣。

電腦分析也有失準的時候,當然拿這個去比颱風有點搞笑,但我想說的是,只有 70%,那別忘了另外 30% 的可能!

本篇的旨意不是要告訴大家颱風的移動方式、或者是原理機制,而是想幫大家解讀一下電視或氣象局網頁上的一些預報方式,正好這兩天看到一篇新聞標題主播嗆氣象局:別照本宣科,裡面有人指出某記者提到了一點:「民眾根本無法真正理解預測圖的意義。很多人看到紅圈圈和路線,以為颱風就是那麼大、就會這樣走。」所以到底,預測圖怎麼看呢?

以氣象局的預測圖為例,早期傳統的預測路徑由上所示,明確的告訴大家颱風將怎麼走、暴風半徑多大。但現今除了警報單,路徑潛勢多半都會以下圖( 70% 機率)來表示,但我第一次看到這種時也覺得莫名奇妙,暴風半徑怎麼會大的那麼誇張?其實右上的「本產品的意義」,就寫著未來可能移入的範圍,中心可能有 70% 會進入該區,至於 7 級暴風圈,則是用粉紅色框框表示,已經經過的路徑上會用不同顏色的線來表示強度,強度難以預測,所以也只能給大家過去的資訊以作參考。(下方有圖說)

所以問題來了,未來颱風將怎麼跑?看看旁邊的圖吧,簡單的畫了幾個五顏六色的可能路徑,每一條都有可能,而黑色那條雖然跑到外面來,但是也不無可能,因為機率的意義比較接近:10 次路徑有 7 次會掉在 70% 框,而另 3 次是亂跑,也就是說,我們經過資料收集與電腦運算的結果,還是有可能會有 30% 的可能會被颱風擺了一道!聽過「蝴蝶效應」嗎?有太多不確定的因素存在,而且隨時間會影響,一點點的變化都會放大數千數萬倍,這也是為什麼那個 70% 的路徑潛勢會越來越大的原因。

另外還有一張圖,看起來也是頗有藝術感!?也是另一種機率的統計方式,告訴大家,未來 120 小時內中心位置的機率分布圖,紅色的部分達80%,當然,從這圖上,可以了解颱風的威脅有多近,基本上比綠色還外面的區域看起來安全多了。其實網頁上有不少說明文字或連結,然而這些在新聞上是隻字未提!

在新聞中,也常聽到媒體說,路徑詭異、史無前例……等字眼,然而換個方向想,就是「從未有這個記錄的路徑」,如此而已,大自然的變化本來就存在許多不確定性,我們進行觀測、統計,期望找到一個規律,但遺憾的,規律常常是沒有 100% 的,自然界的探索還有待人類的努力。就圖面來說,氣象局提供的資訊,是符合科學精神的!

資料來源:中央氣象局

或許有人說:我不管什麼狗屁科學精神!我只想知道,颱風會不會來?但實際上沒有人能給你確切回答,像上次天秤颱風,或是造成大水災的納莉颱風(上圖),許多颱風可能突然因為某些因素突然轉變方向,所以最好的做法,就是「了解」風險有多少,再進行決策。防災單位的防救災準備、政府機關決定是否放假,必須要了解是否有風雨增強或減弱的可能,颱風接近,本來就是要做好準備,如果颱風沒來,也是萬幸不是嗎?至於突然間變化的氣候,造成有時緊急宣布放假,我想決策本身並不是問題所在,更多的案例,可以幫助人們去應對「不測風雲」。

其實,該介紹這些資訊的或許是氣象局或新聞媒體,但有趣的是在上面提到那則新聞中,看到了兩邊互推責任,也推動了我寫這篇文章。氣象局發布這些資訊,但資料的詮釋如何進入人們的腦子裡,仍有待加強;而媒體在告訴民眾未來颱風的動向時,也該讓我們明白「那段時間」該當心。經常看到引用日本美國的路徑圖,或者是引用 CNN 報導,我們習以為常的中度颱風,被 CNN 報的跟「怪獸」一樣,但事實是:在美國,1000毫米的累積雨量可能是某些地區好幾年的數值,而美國國家海洋大氣總署近期也不斷的宣導民眾要「高規格」看待劇烈天氣,以達減災效果;日本 NHK 更是因為早年災害訊息誤報而成立的電臺,對於防災更加重視。這些國家即便遇到這種變化多端的颱風路徑,仍然是謹慎以對、不敢輕忽,更不會有斥責預報不準的「異象」出現;我曾在311後的會議上問過 NHK 的記者,對於地震或氣象的誤報,該如何報導,NHK 記者回答我,本來這類的預報或預警就有不確定性,他們的民眾也能理解這一點。

引用其它國家路徑圖也並無不妥,但實際上不同的路徑是告訴我們「颱風難以預測」,而非「誰預測的比較準」,說實在的,災難當頭,「準」有意義嗎?如果因而責難氣象學者或從業人員,我想應該不會有人繼續這個吃力不討好的工作吧?或許這次颱風登陸機率不高,但這幾天是最接近的時候,偶爾還是關注一下吧!

作者部落格:地球故事書

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阿樹_96
72 篇文章 ・ 16 位粉絲
地球科學的科普專門家,白天在需要低調的單位上班,地球人如果有需要科普時時會跑到《震識:那些你想知道的震事》擔任副總編輯撰寫地震科普與故事,並同時在《地球故事書》、《泛科學》、《國語日報》等專欄分享地科大小事。著有親子天下出版《地震100問》。


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揭開人體的基因密碼!——「基因定序」是實現精準醫療的關鍵工具

科技魅癮_96
・2021/11/16 ・1998字 ・閱讀時間約 4 分鐘

為什麼有些人吃不胖,有些人沒抽菸卻得肺癌,有些人只是吃個感冒藥就全身皮膚紅腫發癢?這一切都跟我們的基因有關!無論是想探究生命的起源、物種間的差異,乃至於罹患疾病、用藥的風險,都必須從了解基因密碼著手,而揭開基因密碼的關鍵工具就是「基因定序」技術。

揭開基因密碼的關鍵工具就是「基因定序」技術。圖/科技魅癮提供

基因定序對人類生命健康的意義

在歷史上,DNA 解碼從 1953 年的華生(James Watson)與克里克(Francis Crick)兩位科學家確立 DNA 的雙螺旋結構,闡述 DNA 是以 4 個鹼基(A、T、C、G)的配對方式來傳遞遺傳訊息,並逐步發展出許多新的研究工具;1990 年,美國政府推動人類基因體計畫,接著英國、日本、法國、德國、中國、印度等陸續加入,到了 2003 年,人體基因體密碼全數解碼完成,不僅是人類探索生命的重大里程碑,也成為推動醫學、生命科學領域大躍進的關鍵。原本這項計畫預計在 2005 年才能完成,卻因為基因定序技術的突飛猛進,使得科學家得以提前完成這項壯舉。

提到基因定序技術的發展,早期科學家只能測量 DNA 跟 RNA 的結構單位,但無法排序;直到 1977 年,科學家桑格(Frederick Sanger)發明了第一代的基因定序技術,以生物化學的方式,讓 DNA 形成不同長度的片段,以判讀測量物的基因序列,成為日後定序技術的基礎。為了因應更快速、資料量更大的基因定序需求,出現了次世代定序技術(NGS),將 DNA 打成碎片,並擴增碎片到可偵測的濃度,再透過電腦大量讀取資料並拼裝序列。不僅更快速,且成本更低,讓科學家得以在短時間內讀取數百萬個鹼基對,解碼許多物種的基因序列、追蹤病毒的變化行蹤,也能用於疾病的檢測、預防及個人化醫療等等。

在疾病檢測方面,儘管目前 NGS 並不能找出全部遺傳性疾病的原因,但對於改善個體健康仍有積極的意義,例如:若透過基因檢測,得知將來罹患糖尿病機率比別人高,就可以透過健康諮詢,改變飲食習慣、生活型態等,降低發病機率。又如癌症基因檢測,可分為遺傳性的癌症檢測及癌症組織檢測:前者可偵測是否有單一基因的變異,導致罹癌風險增加;後者則針對是否有藥物易感性的基因變異,做為臨床用藥的參考,也是目前精準醫療的重要應用項目之一。再者,基因檢測後續的生物資訊分析,包含基因序列的註解、變異位點的篩選及人工智慧評估變異點與疾病之間的關聯性等,對臨床醫療工作都有極大的助益。

基因定序有助於精準醫療的實現。圖/科技魅癮提供

建立屬於臺灣華人的基因庫

每個人的基因背景都不同,而不同族群之間更存在著基因差異,使得歐美國家基因庫的資料,幾乎不能直接應用於亞洲人身上,這也是我國自 2012 年發起「臺灣人體生物資料庫」(Taiwan biobank),希望建立臺灣人乃至亞洲人的基因資料庫的主因。而 2018 年起,中央研究院與全臺各大醫院共同發起的「臺灣精準醫療計畫」(TPMI),希望建立臺灣華人專屬的基因數據庫,促進臺灣民眾常見疾病的研究,並開發專屬華人的基因型鑑定晶片,促進我國精準醫療及生醫產業的發展。

目前招募了 20 萬名臺灣人,這些民眾在入組時沒有被診斷為癌症患者,超過 99% 是來自中國不同省分的漢族移民人口,其中少數是臺灣原住民。這是東亞血統個體最大且可公開獲得的遺傳數據庫,其中,漢族的全部遺傳變異中,有 21.2% 的人攜帶遺傳疾病的隱性基因;3.1% 的人有癌症易感基因,比一般人罹癌風險更高;87.3% 的人有藥物過敏的基因標誌。這些訊息對臨床診斷與治療都相當具實用性,例如:若患者具有某些藥物不良反應的特殊基因型,醫生在開藥時就能使用替代藥物,避免病人服藥後產生嚴重的不良反應。

基因時代大挑戰:個資保護與遺傳諮詢

雖然高科技與大數據分析的應用在生醫領域相當熱門,但有醫師對於研究結果能否運用在臨床上,存在著道德倫理的考量,例如:研究用途的資料是否能放在病歷中?個人資料是否受到法規保護?而且技術上各醫院之間的資料如何串流?這些都需要資通訊科技(ICT)產業的協助,而醫師本身相關知識的訓練也需與時俱進。對醫院端而言,建議患者做基因檢測是因為出現症狀,希望找到原因,但是如何解釋以及病歷上如何註解,則是另一項重要議題。

從人性觀點來看,在技術更迭演進的同時,對於受測者及其家人的心理支持及社會資源是否相應產生?回到了解病因的初衷,在知道自己體內可能有遺傳疾病的基因變異時,家庭成員之間的情感衝擊如何解決、是否有對應的治療方式等,都是值得深思的議題,也是目前遺傳諮詢門診中會詳細解說的部分。科技的初衷是為了讓人類的生活變得更好,因此,基因檢測如何搭配專業的遺傳諮詢系統,以及法規如何在科學發展與個資保護之間取得平衡,將是下一個基因時代的挑戰。

更多內容,請見「科技魅癮」:https://charmingscitech.pse.is/3q66cw

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科技魅癮_96
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《科技魅癮》的前身為1973年初登場的《科學發展》月刊,每期都精選1個國際關注的科技議題,邀請1位國內資深學者擔任客座編輯,並訪談多位來自相關領域的科研菁英,探討該領域在臺灣及全球的研發現況及未來發展,盼可藉此增進國內研發能量。 擋不住的魅力,戒不了的讀癮,盡在《科技魅癮》