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「你對釣魚台的看法是?釣魚台的重要性是什麼?」國立海洋科技博物館籌備處主任柯永澤博士表示……

PanSci_96
・2012/10/11 ・3388字 ・閱讀時間約 7 分鐘 ・SR值 521 ・七年級

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「哇!是海!」PanSci小編忍不住盯著窗外的海還有大船看。國內科學展館第三站來到位在基隆八斗子,即將進入試營運階段,擁有超級無敵海景海科館

鐵灰色現代外觀的館舍,沿著海邊山丘而建,沒有唐突的外表,很符合基隆陰鬱多雨的景象。海科館外觀和四周景物連成一片,以曲線輪廓表現「海洋」、直線和簡單的幾何表現「科技」,但這個最新的國家級科學博物館要如何呈現其實在台灣被嚴重忽略的「海洋科學」呢?海科館設在港都基隆將扮演起什麼樣的角色?這就得問問負責建館計畫忙翻天、關心且以實際行動參與社會議題的籌備處主任柯永澤博士了(如果沒意外的話正式營運之後就是館長啦!)

P:你對釣魚台的看法是?釣魚台的重要性是什麼?

柯:從最近的時事來看:南海和釣魚台爭議、中國稀土紛爭、墨西哥灣漏油、北海爭議…都和海洋有關。

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墨西哥灣事件反映出陸上資源漸漸耗盡,於是開始轉探勘海洋資源的趨勢;加上美、日聯合控告中國壟斷稀土,這也顯示哪個國家掌握海洋資源誰就擁有優勢。英國也是個例子,北海的石化燃料資源對英國發展金融產業來說是一項很關鍵的條件。

南海、釣魚台的爭議只是反映出各國開始爭奪資源的衝突;島不是重點,爭的是海底下的資源。海洋資源可以簡單分成生物性非生物性,生物性就像是漁場,非生物性就像是潮能、礦產、燃料;擁有島嶼主權的國家就擁有這些資源。

從航海時代之後,有形或無形的海洋資源左右一個國家未來的發展。現在的「海洋國家」都具備海底探勘或者海洋工程技術,這些科技不是幾個研究單位或者小國家玩得起的,因為那都是整合性研究,像是有能力製造深海潛水艇,就表示機電、工程、海洋學等領域發展有一定的水準。而且這又是循環-有能力能探勘海底資源的強國,才有資源能再發展更多海洋技術。

P:海洋對台灣的重要性?

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柯:就光是氣候變遷來說,「海洋」是關鍵。洋流左右著陸地的氣候,像是聖嬰和反聖嬰現象,只要太平洋東岸的湧升流改變,就影響了幾千公里外的太平洋西岸的降雨量。

目前颱風路徑可以相當準確預測,因為其是受大氣環流控制,可是對於雨量與強度卻無法準確預測,而僅能作觀測,因為其是受海洋可以提供多少能量所控制,而這方面的資訊不完整。原本颱風只會在太平洋赤道5度附近形成,但是暖化的關係,現在連北緯10度都能形成颱風!形成颱風的區域條件變寬,就越難預測颱風的動向。目前的氣象資料也多從大氣取得,像是衛星、雷達雲圖,海洋的資料不多,但海洋卻又影響著陸地的天氣,增加海洋測站對於精準天氣觀測來說就變得非常重要。

不只是氣候變遷下的天氣預測,海洋可能也是解決的途徑。海洋面積大,控制著溫室氣體的「收支」,還有接收來自陸上河流的碳排放。海洋中有幾百萬平方公里的海面有很豐富的營養鹽,但缺微量元素鐵,因此綠藻行光合作用效果不好,無法大量吸收二氧化碳,有科學家到特定區域灑鐵粉誘發它們吸收大量的二氧化碳,海洋中二氧化碳量下降,大氣中的二氧化碳自然會再溶入海洋,而使大氣二氧化碳含量下降,這就是一個地球工程利用海洋資源解決暖化問題的例子,這都不是陸上象徵性舉辦種樹活動能達到的效果。

潮境海洋中心,是海科館的行政中心和研究單位所在地。

P:你希望海科館對推廣海洋科學扮演什麼角色?

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柯:海洋科學比較不被民眾重視,其中一個原因是學校沒有教,教科書沒有提到,老師也不懂;教學的人都不懂海洋了要怎麼教海洋?我希望海科館能介紹國內既有的海洋科技,配合館內的研究部門自己策展或者從事一些基本的海洋研究。

未來海科館有三個館區,分別為已於今年6月底開放的區域探索館(非主題探索館),預定明年6月底準備試營運的主題館(主要展館),以及BOT預定106年完工的水族館。。

四層樓的主題探索館最上面會規劃成餐廳,底下三樓介紹一些當地的海洋文化。主館保留了日據時期填海造陸興建的「北部火力發電廠」的鍋爐室,利用挑高的建築結構作為「深海展示廳」。另外還有國內最大的IMAX劇場。

園區附近也會分期發展,像是前面(指行政大樓前)這岸邊會規劃成潮間帶教育區,配合附近的漁港作浮潛觀光。不過在那之前我們得先調查附近有什麼魚種,還要讓魚群熟悉人類,敢親近人,要這麼做就是得輔導漁村轉型生態旅遊。至於附近的街景也有規劃要改造,但難度很高。

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要做的事很多,還需要地方政府、民眾的理解跟支持才行。

海科館蠻強調從鄰近的海洋出發,讓民眾認識海。像海科館也一直有支持附近的軟絲復育,就是《產房》紀錄片提到的那群潛水教練,他們利用竹叢作為軟絲產卵的空間,效果很好;而且因為沒有捕捉,所以那裡的軟絲都很親近人,可以近距離觀察它們。

我們也和海洋大學合作,希望培養專業領域的學生來這服務學習,讓學生不只在學校學,也要知道怎樣推廣這些專業知識。

P:海科館和海生館有什麼不同,會競爭嗎?

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柯:海洋領域可以分成三大類:海洋科學-包括物理、化學、生物、地質,有些國家-像是美國-還有包括聲學;工程;水產科技海洋生物雖然只是一小領域,相對來說不是關鍵技術,但為什麼容易受到重視?因為海洋生物資源貼近我們的生活,而且吸引學童,很適合作為海洋教育的切入點。

另外,海科館和海生館都隸屬教育部,但都是由民間公司負責營運,採BOT加OT的模式,雖然要自己承擔營運盈虧的壓力,但也會比較容易有創新的思維。

P:對台灣開採可燃冰或海洋能源發展的看法

柯:可燃冰是很棒的資源,很多國家都想開採,不過目前在技術上都很有困難,而且風險又很大;可燃冰主要成份是甲烷,一不小心會起火,而且如果弄不好,大量外洩到大氣中,會改變氣候,非常危險!現在有國家是明文禁止開採,當然也有國家-像是日本就積極研究。台灣的海洋研究預算遠低於鄰近的日本和韓國,沒有技術能開採可燃冰,現在只有探勘可燃冰的含量。

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國內有在研究怎麼利用周遭海域的潮汐能,可是潮汐變化太大,不能穩定發電。我們的研究團隊最近發現東岸的黑潮潮汐能蠻穩定的,但是淺層的潮汐能太弱,要深一點才能有發電的潛能。其他的海洋技術研究可能要問海洋中心會比較清楚。

台灣的研究環境太強調論文發表了,很多攸關人類和國家發展的研究因為要花上很長的時間,也比較強調應用面,這些議題的研究相對比較難有漂亮的論文。在這樣的研究風氣下重要的研究就很難有科學家願意投入。

超級無敵海景辦公大樓

採訪結束後柯主任還帶小編參觀水族研究區,雖然Z編參觀過屏東海生館的後棟,海科館的水族規模小了許多,但是看到活生生的海洋動物還是忍不住多看幾眼加尖叫!

 

這些巨大的龍膽石斑是水試所提供的,當時只是小魚,現在都跟人一樣大了。(這也顯示海科館真的籌備很久…)

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▲很想拿手去餵硨磲貝的P(其實是在玩弄海葵對陰影的反射動作)

這些海洋生物目前由兩位研究同仁和替代役負責照顧,也在研擬治療一些魚病的方法。

 

就期待海科館開幕後告訴我們更多海洋的故事囉~(是否該來篇海科館開箱文?)

 

延伸閱讀-PanSci小編遊台灣科學展館系列:

1. 「如果寶傑邀請你去擔任來賓,你會……?」科博館周副館長表示…

2. 「外星人如果造訪地球,是福是禍?」台北天文館資訊組徐組長表示…

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末日模擬!從氣候變遷到核戰爭,人類未來將走向哪個結局?
PanSci_96
・2024/11/19 ・1957字 ・閱讀時間約 4 分鐘

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科學家模擬的末日場景

隨著二氧化碳排放持續增加,全球的政治局勢日益緊張,世界上各國的承諾屢屢在國際會議中被辜負,戰爭的結束也似乎遙遙無期。警示世界末日的「末日鐘」越來越接近午夜,人類與地球的未來變得越來越悲觀。

這並非一種刻意的悲觀,而是基於氣候變遷和人類衝突升溫的現實。許多人或許和我一樣好奇,末日會不會真的臨近?如果會,那又會是什麼樣的場景?是氣候徹底失控的《明天過後》?還是生態浩劫後的全面沙漠化,需要武力生存的《沙丘》和《瘋狂麥斯》?或者是核戰之後,所有人生存在廢墟中的《異塵餘生》?

我們的未來走向尚未確定,但科學家已經率先模擬了不同的可能結局,讓我們可以一窺未來的模樣。這些模擬告訴我們,如果人類繼續走某些路徑,地球的結局將是如何。至於我們是否能避免這些結果,就得由全體人類共同決定。

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如何模擬出整顆星球的氣候變化?

要模擬整顆星球的大氣變化是一項龐大的任務,至少需要三大要素:理論、資料、和計算資源。

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首先,人類對氣候系統的物理和化學模式需要有足夠的了解,也就是大氣理論必須足夠完備。其次,需要足夠多的資料來模擬整個行星。這些資料包括地球半徑、自轉速度、海洋分布、太陽輻射、大氣成分等等,甚至是地表的狀況與地形。台灣的中央山脈就能影響到西太平洋的颱風走向,進而影響整個東亞的氣候。如果希望盡可能還原地球的真實情況,還需考量海洋的垂直溫度分布、植物分布導致的生物地球化學反應等。

最後,還需要強大的計算資源,也就是超級電腦。由於資料量龐大,每個參數的小誤差都可能引發蝴蝶效應,影響到預測結果。因此,科學家通常會微調各項參數,並對每組參數進行多次計算,這些都需要大量的運算能力。

模擬沙丘中的荒漠星球

科幻小說《沙丘》中的厄拉科斯,經布里斯托大學模擬,揭示未來氣候可能。圖/wikimedia

科幻小說《沙丘》中的厄拉科斯(Arrakis)是一顆完全荒漠化的星球,英國布里斯托大學的亞歷山大·法恩沃斯等人曾對這顆星球進行了模擬。他們使用在研究地球氣候變遷時使用的氣候模型,並結合小說中的設定,如大氣中的二氧化碳濃度和臭氧含量等,模擬了 500 年後的厄拉科斯氣候。

模擬結果顯示,厄拉科斯的赤道和熱帶地區夏季高溫達 45 度,冬季不低於 15 度。而高緯度地區則更為極端,夏季高溫可達 70 度,冬季最低可達 -75 度。由於大氣濕度和雲層的存在,極地反而比赤道更溫暖。此外,儘管小說中描述厄拉科斯幾乎沒有降雨,但模擬顯示高緯度和山區仍會有少量降雨。

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這些結果顯示,科學家不僅愛科幻,也樂於用科學方法來驗證科幻中的設定。這些模擬能讓我們更了解地球的氣候系統,並讓我們警惕荒漠化的危機。

核戰後的世界:核冬天的可怕景象

如果人類全面爆發核戰爭,戰後的世界會是什麼樣子?研究顯示,大規模的核武攻擊將產生大量的輻射塵和煙灰,進入大氣層並遮蔽陽光,導致「核冬天」的到來。

2019 年的一篇研究模擬了美俄之間的全面核戰爭,結果顯示,爆發後的第一年,全球氣溫將大幅下降,北半球的夏季溫度將下降 25 度,冬季氣溫則會降至零下,植物生長期縮短至僅剩 25 天。煙灰遮蔽陽光,導致全球糧食供應崩潰,第二年可能有 50 億人面臨飢餓。

這些模擬結果告訴我們,全面核戰將帶來毀滅性的後果,核冬天將使人類無法正常生活,這是真正的末日場景。

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核戰模擬顯示,氣溫驟降與糧食崩潰將致全球大饑荒。圖/envato

地球的未來會是如何?

地球未來的命運取決於我們今天的選擇。如果我們對氣候變遷置之不理,兩極冰帽將完全融化,海平面上升,許多沿海地區將被淹沒。雖然不至於像《水世界》中那樣極端,但低地區域的居民將面臨嚴重的生存挑戰。

如果人類選擇繼續衝突,甚至爆發毀滅性戰爭,我們的未來將如《瘋狂麥斯》或《異塵餘生》般,生存在廢墟中,面對乾旱、糧食短缺與持續的環境破壞。

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新北「氣候行動徵件」活動總獎金 8 萬元 號召青年展開行動成為氣候領袖
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/05/23 ・1247字 ・閱讀時間約 2 分鐘

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全球正面臨急遽的氣候變遷,世界公民必須共同面對,環保局發布「新北 2024 國際青年氣候行動論壇——氣候行動團隊創意徵件」,鼓勵臺灣青年從校園或社區出發,針對觀察到的環境問題提出行動方案,入選隊伍將獲得專業導師指導並帶領實踐提案內容,最終勝出者不只可獲新臺幣 4 萬元獎勵金,更有機會放眼國際,於年底的紐約荒野中心青年氣候高峰會上展現成果。環保局將於 5 月 24 日下午辦理線上說明會,徵件日期至 6 月 24 日截止,歡迎有興趣參與的學生及老師報名參與!

報名網址:https://reurl.cc/Ke0gQn

環保局表示,新北市已連續 3 年辦理青年氣候論壇,建立與青年交流對話的平台,今(113)年更持續與紐約荒野中心(The Wild Center)攜手,號召青年以行動應對氣候變遷,培養青年成為氣候領袖。實踐淨零永續的道路上,青年的角色非常重要,去年新北市青年氣候論壇邀請到荒野中心氣候行動主任 Jen Kretser,分享了許多紐約青年行動案例,像是大學生於學院頂樓設置太陽能板,實現「上課教室自主發電」的校園計畫,又如同學自發建立校園田園、自主提出畢業晚會減塑需求等,引起與會臺灣青年們的廣大迴響,提出許多問題進行討論。

新北市環保局「2023 新北青年氣候論壇」,邀請到美國紐約荒野中心氣候行動主任 Jen Kretser(左 3),分享了許多紐約青年行動案例

環保局長期關注青年行動力,辦理「環保小局長計畫」、「永續未來學院」、「青年氣候論壇」等活動,致力推動全齡化的環境教育,今發布的「氣候行動團隊創意徵件」,進一步鼓勵臺灣「青」世代成為行動發起者,提出自己的問題觀察與創意解方,並真正落實行動,由青年自己決定從何處開始改變,即使是日常生活中觀察到看似微小的行動,都有可能在實踐後擴大影響到整個校園、社區,甚至整座城市。

環保局說明,氣候行動徵件邀請全臺高中職及大專院校學生,透過影像紀錄、實體行動、循環設計、社群媒體傳播等多元方式呈現創意永續行動提案,徵件至 6 月 24 日止,經初選後 4 組入選隊伍將在新北市展開為期一個月的短期氣候行動實踐,同時由環保局媒合專業導師進行線上課程,最後於 8 月「新北 2024 國際青年氣候行動論壇」進行決選,優勝的隊伍除可獲得獎勵金外,更能持續推展氣候行動並製成行動影片,影片有機會在年底紐約荒野中心青年氣候高峰會上進行分享,讓青年氣候行動與國際接軌。

環保局將於 5 月 24 日下午辦理線上說明會,歡迎有興趣參與的學生及老師報名參與,徵件簡章及更多相關資訊可至環保局官網或「新北 2024 氣候行動團隊創意徵件」活動網站查詢。

※ 5/24 徵件線上說明會報名網址:https://reurl.cc/Ke0gQn
※ 環保局官網簡章:https://www.epd.ntpc.gov.tw/Article/Info?ID=11254
※ 「新北 2024 氣候行動團隊創意徵件」活動網站:https://greenage2024.com

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本文轉自新北市政府環境保護局網站

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溫室效應有救了?把二氧化碳埋進地底吧!  
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/03/25 ・1389字 ・閱讀時間約 2 分鐘

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本文由 台灣中油股份有限公司 委託,泛科學企劃執行。 

近年全球對於氣候變遷的關注日益增加,各國紛紛宣布淨零排放(Net Zero Emissions)的目標,聯手應對氣候變遷所帶來的挑戰。淨零排放是指將全球人為排放的溫室氣體量和人為移除的量相抵銷後為零。而「碳捕存再利用技術(Carbon Capture Utilization and Storage,簡稱 CCUS)」技術被視為達成淨零重要的措施之一。 

CCUS 示意圖。圖/INPEX CCS and CCUS Business Introduction Video 2022 

「碳捕存再利用技術 CCUS」是什麼? 

CCUS 技術可以有效地將二氧化碳從大氣中捕捉並封存,進而減少溫室氣體的排放。CCUS 包含捕捉、運輸、封存或再利用三個階段,也就是將二氧化碳抓下來,並且存起來或是轉換成其他有價值的化學原料。關於如何捕捉二氧化碳,可以參考我們先前拍的影片《減碳速度太慢?現在已經能主動把二氧化碳抓下來!?抓下來的二氧化碳又去了哪裡?》。 

至於捉下二氧化碳之後,該存放在哪裡呢?科學家們看上一個經過數千萬年驗證、最適合儲存的地方——地底。沒錯,地底可不只有石頭跟蜥蜴人,只要這些石頭中存在孔隙,就可以儲存氣體或液體。最常見的就是天然氣與石油。現在,我們只要將二氧化碳儲存到這些孔隙就好。 

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封存的地質條件也很簡單,第一,要有一層擁有良好空隙率及滲透性的「儲集層」,通常是砂岩。第二,有一層緻密、不透水且幾乎無孔隙的岩石,用來阻擋儲集層的氣體向上逸散的「蓋層」,常見的是頁岩。只要儲集層在下,蓋層在上,就是一個理想的儲存環境。 

臺灣哪裡適合地質封存? 

臺灣由東往西,從西部麓山帶、西部平原、濱海到臺灣海峽,都有深度達 10 公里的廣大沉積層,並且砂岩與頁岩交替出現,可說是良好的儲氣構造。 

至於臺灣適合封存二氧化碳的地點,有個很直接的作法,就是參考石油、天然氣的儲存場域就好,也就是所謂的「枯竭油氣層」。將開採過的天然氣或石油的空間,重新拿來儲存二氧化碳。而臺灣的油氣田,主要集中在西部的苗栗與臺南一帶,在 1959~2016 年,累計產了 500 億立方公尺的天然氣,和超過 500 萬公秉的凝結油。 

臺灣油氣田位置圖。圖/《科學發展》2017 年 6 月第 534 期
鐵砧山每年封存 10 萬噸二氧化碳(相當於通霄鎮 1/3 人口一年的二氧化碳排放量)。圖/台灣中油

而至今這些枯竭油氣田,適合來做二氧化碳的封存。例如苗栗縣通霄鎮的鐵砧山是臺灣目前陸上發現最大的油氣田,不只是封閉型背斜構造,更擁有厚實緻密的緻密蓋岩層。在原有油氣田枯竭後,從民國 77 年開始轉為天然氣儲氣窖利用原始天然氣儲層調節北部用氣的方式,已持續超過 35 年。因此中油也正規劃在鐵砧山氣田選擇合適的蓋層和鹽水層,進行小規模的二氧化碳注入,作為全國首座碳封存的示範場址。並同時進行多面向的長期監測,驗證二氧化碳封存的可行性與安全性。 

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更多詳細內容及國際 CCUS 案例,歡迎觀看影片解惑! 

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