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從風速預測颶風造成的損失

陸子鈞
・2012/10/16 ・367字 ・閱讀時間少於 1 分鐘 ・SR值 499 ・六年級

即使是小颶風也可能對經濟造成嚴重的損失。計算風災的總損失必須根據很多因素,像是:颶風的規模和風速、暴潮(storm surge)的高度、還有颶風路徑上的財產。不過,將人口增長、災區的經濟價值、通貨膨脹幾個因素考慮進去後,現在可以從單一因子-颶風剛登陸時的風速-就能預測當次風災造成的經濟損失了。

在一則發表在Geophysical Research Letters的研究中,科學家從保險公司自1900年起的理賠記錄裡,發現颶風風速和它所造成的經濟損失之間的關係登陸時颶風風速增加每秒一公尺,造成的損失就增加5%

今年八月的以撒颶風(Hurricane Isaac),在美國路易斯安那州登陸時,風速達每小時130公里。以這套模式預測,大約造成12億美金的損失。

資料來源:ScienceShot: A Hurricane’s Winds Foretell Its Cost. ScienceNow [ 6 September 2012]

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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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高死亡率必定帶來經濟高衰退率?陳建仁新書這樣解釋──《因果螺旋:跨越時空的探索與思辯》
圓神出版‧書是活的_96
・2022/07/29 ・1820字 ・閱讀時間約 3 分鐘

國小高年級科普文,素養閱讀就從今天就開始!!

臺灣是防疫冠軍?憑的是什麼?

2020 年,臺灣的 COVID-19 防疫相當成功,7 月 20 日彭博社公布了 75 個新興及前沿經濟體的防疫評比結果,該評比是以三大指標做為評量依據:

  • 公共衛生,過去 30 天內確診 COVID-19 死亡率
  • 經濟活動,零售業、工作場所等活動的變化
  • 公共政策,公共債務、撥備覆蓋率、信用評比等。

臺灣高居冠軍,其次是波札那、南韓、泰國。

儘管 2020 全球的疫情仍然相當嚴峻,但臺灣的防疫相當成功。圖/envato

7 月 21 日,《新聞週刊日本版(Newsweek Japan)》電子版,刊登了日本生命保險公司的智庫(日生基礎研究所),評估全球 49 個國家因應 COVID-19 的防疫成績。該研究所是根據疫情受害程度經濟受損程度進行評估。

  • 疫情受害程度是以累積的確診人數、感染擴大率(6 月 16 日至 6 月 30 日之間的新增確診病例對累積確診病例的比例)、致死率進行評比。
  • 經濟受損程度是以國內生產毛額(GDP)損失(計算疫前的預估與疫後的展望)進行評比。

臺灣位居第 1、馬來西亞第 2、香港第 3、泰國第 4、中國、韓國並列第 5、澳洲第 7、紐西蘭第 8、日本第 9、挪威第 10。義大利 40 名、美國與瑞典並列 41 名、英國與比利時並列第 43 名、最後一名是秘魯。

同時,臺灣也是 GDP 衰退最少的國家!

到了 9 月,英國牛津大學馬丁學院的 Our World in Data 網站,公布全世界 38 個國家的 2020 年第二季 GDP 衰退狀況,臺灣衰退最少(0.6%),其次是韓國的 3%、立陶宛的 3.7%;秘魯衰退最多,超過 30%,西班牙、英國、突尼西亞也衰退 20%以上。

該網站也公布同期 COVID-19 死亡率與 GDP 衰退百分比的分布圖,如下圖所示。

經濟衰退和死亡路到底有沒有相關性?牛津大學圖表來解答!圖/圓神出版

整體而言,COVID-19 死亡率越高的國家,經濟衰退的情況也越嚴重。

像秘魯、英國、法國、義大利都是高死亡率、高衰退率的國家;臺灣則是低死亡率、低衰退率的國家。亞洲國家(綠色圓圈)雖然 COVID-19 死亡率偏低,但是經濟衰退情況也相當嚴重。

2020 年 10 月,美國國家經濟研究所(National Bureau of Economic Research)也發表了疫情對總體經濟影響的研究結果,同樣發現 COVID-19 死亡率越低的國家,GDP 損失也越小。

臺灣則是在 40 個國家當中,COVID-19 死亡率最低的國家,也是唯一沒有 GDP 損失(經濟正成長)的國家。

死亡率高、經濟衰退也高,到底是為什麼?

上述四項數據很明顯地說明 COVID-19 死亡率與經濟衰退的相關性,然而,究竟是經濟衰退導致死亡率增加,還是死亡率增加導致經濟衰退呢?到底哪個是因、哪個是果?或者死亡率和經濟衰退之間,並無因果關係存在,而是其他因素造成的?

Our World in Data 網站也公布了世界各國的「防疫嚴格指數(Stringency Index)」。嚴格指數代表一個國家為了因應疫情,所採取的管制政策的嚴格度。例如封城、禁止上班上課、禁止國內旅遊等等,分數介於 0~100 (分數越高越嚴格,分數越低越接近正常生活)。

比較臺灣和 47 個 G20 和 OECD 國家的 2020 年平均防疫嚴格指數,臺灣的平均嚴格指數是 48 國之中最低,其次是日本、紐西蘭、愛沙尼亞、芬蘭和冰島;平均嚴格指數最高的國家是阿根廷、印度、智利、哥倫比亞、墨西哥。

進一步分析 2020 年的平均防疫嚴格指數和 GDP 成長率的相關性,結果發現兩者間有很顯著的負相關

嚴格指數越高的國家,經濟成長率越低,經濟衰退越嚴重,如下圖所示。很可能封城、停止上班、禁止群聚造成了生產的停滯和消費的低迷。

平均防疫嚴格指數越高的國家,經濟成長率越低,經濟衰退越嚴重。圖/圓神出版
臺灣的防疫嚴格指數平均值雖然最低,但死亡率仍然維持得很好。圖/圓神出版

——本文摘自《因果螺旋:跨越時空的探索與思辨》,2022 年 7 月,圓神出版,未經同意請勿轉載。

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圓神出版‧書是活的_96
6 篇文章 ・ 1 位粉絲
書是活的,他走來溫柔地貼近你,他不在意你在背後談論他,也不在意你劈腿好幾本。 這是一種愛吧。 圓神書活網 www.booklife.com.tw

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讓永續發展這門專業可以永續發展,2022 唐獎「永續發展獎」得主——傑佛瑞·薩克斯
PanSci_96
・2022/06/20 ・3065字 ・閱讀時間約 6 分鐘

國小高年級科普文,素養閱讀就從今天就開始!!

18 日首先公布唐獎「永續發展獎」得獎人,由曾任三屆聯合國秘書長之特別顧問、現任哥倫比亞大學永續發展中心主任、聯合國永續發展解決方案網路(SDSN)主席,對於永續發展目標(SDGs)的制訂與倡導貢獻良多的國際知名經濟學家—傑佛瑞·薩克斯(Jeffrey D. Sachs)獲獎,唐獎肯定他在跨領域永續科學議題上的主導角色,以及其所創可應用於鄉村、國家和全球的多邊行動。

傑佛瑞·薩克斯獲得唐獎肯定他在跨領域永續科學議題上的主導角色,以及其所創可應用於鄉村、國家和全球的多邊行動。圖/唐獎

當今人類正共同面對環境汙染、極端氣候、能源危機、Covid-19 造成的健康、社會經濟衝擊,以及因一些區域衝突所引發的糧食短缺與通貨膨脹等種種嚴峻的考驗,身為國際知名經濟學家,薩克斯教授不僅在債務危機、惡性通膨、計畫經濟過渡到市場經濟、減少貧窮……等專業領域有開創性的研究成果。

針對全球永續發展所面臨的複雜問題,他更結合全球經濟、公共健康、公平正義與永續性等不同面向,提出開創性的跨領域方法,協助永續發展成為一個可被學術研究及評量實踐的整合性領域。

不論在學術領域、對世界領袖的建言、教育創新和全球永續發展推動與具體實踐上,薩克斯教授均顯示其為具備人文關懷、有願景及具影響力的領導者。

集合統整跨領域的開創方法

傑佛瑞·薩克斯曾在 2002—2006 年,代表聯合國秘書長安南主持聯合國千禧年計劃(Millennium Project),其主要任務是提出具體可行的行動方案來達成 8 項千禧年發展目標(MDGs)[註1]。其顯著的計畫成效表明了 MDGs 可藉由科學、技術及公共政策的最佳實踐來達成。而聯合國依據 2005 年 9 月特別會議之建議,而後在 2006—2015 年間針對非洲鄉村問題所制定的千禧年鄉村計劃(Millennium Village Project),亦是由薩克斯教授負責,此計劃選定於塞內加爾、奈及利亞、衣索比亞……等10個國家執行,計畫進行的 10 年期間,不管是增加農業生產、減少幼童發育遲緩及降低嬰幼兒死亡率上都有可觀的成果,影響人數高達 50 萬人。其運用整合性鄉村發展來達成 MDGs 的模式,後續更被不少國家複製應用於減少貧窮的相關計畫中。

千禧年鄉村計劃在多個國家執行,在增加農業生產、減少幼童發育遲緩及降低嬰幼兒死亡率有可觀的成果。圖/pixabay

促成永續發展目標(SDGs)

基於 MDGs 的執行經驗,傑佛瑞·薩克斯一開始便參與了聯合國永續發展目標(SDGs) [註2] 的倡導與推動。SDGs 為發展全球永續未來的藍圖,2012 年於巴西里約的第三次地球高峰會(Rio+20)首度被提出,針對全球面臨的貧窮、不平等、氣候變遷、環境惡化等挑戰,制定出包含「終結貧窮」、「健康與社會福利」、「減少不平等」、「氣候行動」、「保育海洋生態」……等 17 項目標,其下還包含 169 項細項目標以及 232 項指標,以協助具體量化與追蹤執行成效。薩克斯教授在 MDGs 顯著的執行成果,以及其於幕前與幕後的大力奔走,對於影響各國接納 17 項 SDGs 作為 MDGs 的後續計畫與達成共識方面,均有極大的貢獻。

薩克斯教授為推動永續發展目標(SDGs)制定出17 項目標和多 232 項指標。圖/pixabay

為了推動永續發展目標(SDGs),同年(2012 年) 薩克斯教授在聯合國秘書長潘基文的領導下,建立並主持由大學及智庫組成的全球性組織—聯合國永續發展解決方案網路(SDSN),作為協助各國實施及達成 SDGs 的全球知識支撐系統與最大智庫,發表許多具影響力的報告及學術研究成果、提供線上課程並每年舉辦數百場和 SDGs 相關的會議,目前 SDSN 在全球 137 個國家有 47 個網路及 1600 多個組織成員。

對抗人為導致的氣候變遷

傑佛瑞·薩克斯了解制定氣候治理中長期政策架構的重要性。針對「深度減碳」議題,他帶領並完成對全球極具影響力的「深度減碳路徑報告書」,針對世界 15 個主要國家,就能源轉型、產業轉型、科技研發與政府治理等面向,提出具體可執行的深度減碳計畫。此報告書在 2014 年 9 月提交給聯合國秘書長潘基文,表明在到達 2050 年前的數十年期間,各國能如何找出適合自己國家的減碳途徑,既能維持一定程度的經濟發展,也具備技術可行性。後續許多國家也依循此研議,制定了相應的深度減碳路徑。

在 2015 年通過的巴黎氣候協定上,傑佛瑞·薩克斯也有重要的參與。長期以來,在全球氣候治理的議題上,他一直是協助研議關鍵政策的重量級學者。在巴黎氣候協定密集協商的階段,在幕後參與了法國、美國和其他一些國家對於協定內容及如何達成協定的討論。聯合國永續發展目標及巴黎氣候協定,被讚許是全球要達成永續發展的兩個重要支柱,薩克斯教授在這兩個重要支柱中扮演獨特且關鍵性的角色。

提供各國重要諮詢

身為國際知名的經濟發展、總體經濟及對抗貧窮的專家,傑佛瑞·薩克斯也曾對多個面對複雜經濟挑戰的國家提出諮詢建議,包括終止通貨膨脹(波利維亞、祕魯、波蘭)、債務減免談判(波利維亞、巴西、波蘭)、導入市場經濟(波蘭、俄羅斯)、國家新貨幣發行(愛沙尼亞、斯洛維尼亞)、區域發展推動(中國)與擴大健康體系規模(衣索比亞、迦納、印度等)。幾個國家授予薩克斯教授該國最高之榮譽,以感謝他在經濟改革過程中所做的貢獻。

註解

  1. 千禧年計劃 (Millennium Project):1.消滅極端貧窮與飢餓。2.普及初等教育。3.促進性別平等並賦予婦女權利。4.降低兒童死亡率。5.改善產婦保健。6.防治愛滋病、瘧疾以及其他疾病。7.確保環境永續。8.促進全球合作與發展。
  2. 永續發展目標(SDGs):1.終結貧窮。2.消除飢餓。3.健康與社會福利。4.優質教育。5.性別平權。6.淨水及衛生。7.可負擔的潔淨能源。8.有尊嚴的工作及經濟成長。9.工業化、創新及基礎建設。10減少不平等。11.永續城鄉。12,責任消費及生產。13.氣候行動。14.保育海洋生態。15保育陸域生態。16和平、正義及健全制度。17.多元夥伴關係。

【關於傑佛瑞·薩克斯】

1954 年出生於美國密西根州底特律的薩克斯教授,於哈佛大學完成經濟學的學士 、碩士及博士學位,1980 年拿到博士後不到 4 年時間就成為哈佛大學的正教授。曾任哥倫比亞大學地球學院主任、三屆聯合國秘書長之特別顧問。

一生獲獎無數,包括法國榮譽軍團騎士勳章(依法國總統令頒授) 、印度能源與資源研究所 (TERI) 永續發展領袖獎、日本旭硝子基金會藍色星球獎等,並於世界各地獲頒 38 個榮譽博士學位。他發表了數百篇學術論文及多本書籍,其中三本:「貧窮的終結」、「66 億人的共同繁榮:破解擁擠地球的經濟難題」 和「文明的代價」還榮登紐約時報暢銷書。

一生獲獎無數的傑佛瑞·薩克斯。圖/唐獎

關於唐獎

有感於全球化的進展,人類在享受文明與科技帶來便利的同時,亦面臨氣候變遷、新傳染疫病、貧富差距、社會道德式微..等種種考驗,尹衍樑博士於 2012 年 12 月成立唐獎,設立永續發展、生技醫藥、漢學及法治四大獎項,每兩年由專業獨立評選委員會(邀聘國際著名專家學者,含多名諾貝爾獎得主),不分種族、國籍、性別,遴選出對世界具有創新實質貢獻及影響力的得主。每獎項提供5千萬獎金,其中含1千萬支持相關研究教育計畫,以鼓勵專業人才投入探索 21 世紀人類所需,以頂尖的創新研究成果及社會實踐引領全人類發展。

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精準預測氣象的「掩星技術」,讓你知道颱風放不放假!
科技大觀園_96
・2021/11/16 ・2380字 ・閱讀時間約 4 分鐘

新颱風生成後,大家最關心的就是颱風的路徑、帶來的風雨大不大,以及——到底放不放颱風假?要能預測和評估颱風的走向影響,可靠的氣象觀測資料是不可或缺的。這就不得不提,在我們頭頂上認真執行觀測任務的人造衛星,以及它們身懷測知氣象變化的絕技!

每次颱風來襲,大家都關心會不會放颱風假。圖/pixabay

貢獻全球氣象資料,福爾摩沙衛星功不可沒

過去福爾摩沙衛星三號(福三)執勤十年,為全世界多個氣象中心與研究單位提供無以計數的資料,可謂台灣在國際氣象上的外交大使,於減少天氣預報誤差的貢獻度上,更曾被評為全球前五。福三榮退後,接棒的福爾摩沙衛星七號(福七)也在今年二月完成任務軌道的全部部署。福三和福七都不只有一枚衛星,而是由各 6 枚衛星組成的衛星星系(constellation)。每一枚衛星就像在不同位置巡守、收集氣象情報並互相通報的將士,使得觀測範圍可以覆蓋地球各個區域,提供即時而完整的三維觀測數據。

福衛七號結構示意圖。圖/國家太空中心

但福七與行經南北極的「繞極衛星」福三不同的是,它在南北緯 50 度間軌道繞行,主攻台灣、赤道與中低緯度颱風盛行區的觀測。因此福七可以提供密集度更高、更多的溫度、壓力、水氣等氣象資料。國家太空中心推估,它可提升氣象預報準度 10% ——以颱風為例,可以讓 72 小時的路徑誤差改善 10%,協助我們更精準地評估氣象變化與預防災害。

每日可提供 4000 點大氣垂直剖線資料、大幅提升全球氣象預報準確度的福七,究竟是怎麽辦到的?答案就是掩星技術 (Radio Occultation) 。

掩星技術,讓衛星成為太空中最精準的溫度計!

在天文學上,「掩星」指的是一個天體,在另一個天體與觀測者之間通過,產生的遮蔽現象。但英文中的「Occultation」,也可以指前景中的物體,阻擋遮蔽背景中任何物體的情形。而所謂的「掩星技術」,就是利用電磁波訊號在經過大氣層時,會因穿透不同溫度、壓力或濕度的空氣層,被「遮蔽」而產生轉向、變慢、減弱等的特性,來反演出地球上空之溫度、氣壓和濕度。

衛星與衛星之間,本來因為地球的阻隔看不到彼此,但可以接受來自彼此的電磁波訊號。福七的主要酬載儀器——全球衛星導航系統無線電訊號接收儀」(TGRS),可以接受美國全球定位系統(GPS) 和俄羅斯全球導航衛星系統(GLONASS)全球定位衛星通過大氣與電離層的折射訊號。接著,通過計算電波訊號的偏折程度,就可以反演出大氣與電離層中的溫度、水氣、壓力、電子密度等數據。

掩星技術在 1995 年才開始投入應用,而從 2006 年的福三,到如今福七計劃中積累的研究經驗,使台灣成為這項新穎技術領域的佼佼者。掩星技術所得到的資料具備高準確度和解析度,也擁有不需要大量接收訊號的衛星,就可以得到大範圍數據、降低成本的優勢,不僅可以用作氣象預報,更能幫助我們監控和增進對氣候變遷的瞭解。

衛星加上同位素的助攻,可以使天氣預報更精準

另一方面,除了改善觀測一般氣象資料如溫度、濕度、大氣壓力等參數的準確度,在氣象觀測中新增測定不一樣的參數——如大氣水分子的同位素,也可以讓我們的天氣預報更精準!

過去礙於資料的取得有限,同位素分析在氣象觀測與預報中常被忽略。但近年來人造衛星技術的發展,為氣象科學推開新的一扇窗。來自歐洲太空總署、搭載光譜分析儀的衛星 IASI ( Infrared Atmospheric Sounding Interferometer ),讓東京大學的研究團隊,可以利用其所搜集到的大氣水氣資訊,在氣象預報的模型中,第一次嘗試納入同位素資訊的考量來做分析。

我們都知道,擁有相同質子數、不同中子數的氫與氧元素之同位素,會讓個別水分子的重量變得更重或輕一些。水分子同位素對氣相和液相轉換相當敏感,與一般的水分子 H2O 相比,較重的水分子如 H2HO 或H218O 會更傾向於凝結成水珠,或更難蒸發。因此蒸發與降雨過程等大氣運動,便會影響不同同位素水氣分子的分佈。追蹤它們的行跡,能增進我們對氣象系統的瞭解。

研究團隊以 2013 年在日本發生的低壓事件作為參照,發現納入同位素的數據之後,氣象模型能更好地模擬這次事件的整體氣壓情形。而在全球的尺度,尤其是中緯度及北半球地區,融合同位素資訊後,氣象預報如氣溫及濕度預測的準確度,也都有所提高。雖然這只是初步的探究,但科學家期許,未來進一步完善氣象觀測衛星對同位素資料的收集,能使人類更往精準氣象預測的目標邁進。

人造衛星就像是科學家的千里眼,能觀測千里之外的風雲變化。發展衛星技術,不僅能讓我們更精準預測氣象,在全球化的現代,也能在國際上發揮「Taiwan Can Help」及互助的精神;各國對航太技術的投入與數據資源共享,更是科研工作與人類社會的一大福音。

福爾摩沙衛星拍攝的美麗福爾摩沙島。圖/國家太空中心

參考文獻

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科技大觀園_96
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為妥善保存多年來此類科普活動產出的成果,並使一般大眾能透過網際網路分享科普資源,科技部於2007年完成「科技大觀園」科普網站的建置,並於2008年1月正式上線營運。 「科技大觀園」網站為一數位整合平台,累積了大量的科普影音、科技新知、科普文章、科普演講及各類科普活動訊息,期使科學能扎根於每個人的生活與文化中。