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守護飛航安全,如何避免鳥擊的危害

鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2021/12/10 ・3204字 ・閱讀時間約 6 分鐘

本文由 桃園國際機場 委託,泛科學企劃執行。

與嘈雜的都市環境相比,機場區域有空間開闊、植被生長旺盛的草坪,相當利於動植物生存,也因此經常吸引到各種鳥類聚集覓食或棲息。

這代表機場周遭通常會有更豐富的生態環境,生態環境豐富原非壞事,但機場內仍必須以飛航安全作為最優先考量,如何讓鳥類與飛機共存,兼顧生態與安全,共享這片天空,成為所有機場共同關注,持續努力的課題。

圖/桃園國際機場提供

不過,機場周圍的鳥類會造成什麼安全危害呢?這就要先說說「鳥擊」了!

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鳥擊,俗稱吸鳥,顧名思義指的是鳥類與飛行狀態下航空器相撞。就像各種交通工具會發生撞擊意外一樣,鳥擊造成的損害可大可小,損害程度和撞擊位置、鳥種大小、速度、數量息息相關,嚴重的話可能會影響飛航安全。

鳥擊發生在機場內部起飛、降落及地面活動的「空側」區域,只有工作人員才會遇到,一般人較難接觸。這次,我們有幸能採訪深耕鳥擊防制多年的桃園機場資深航務師——林玉茹航務師,來帶我們一探究竟。林航務師曾草擬「民用機場設計暨運作規範」,更在 107、108 年連續獲得財團法人台灣飛安基金會鳥擊防治績優單位的獎項肯定。不僅如此,在疫情期間更是帶領團隊兼顧飛航安全與服務品質,同時滿足大量航機停駐、空側工程進度穩定及航班營運需求,可說是經驗豐富的空側專家。

飛機每一次的起飛與降落,都是最危險的時刻

「飛機在各種飛行階段都有可能遭遇鳥擊,但最常發生的還是在起飛爬升與進場降落階段。」林航務師說完,我們仍丈二金剛摸不著頭腦,只能繼續追問為什麼這段時間最容易發生鳥擊?

林航務師聽完後,親切地補充說明:「鳥類日常活動飛行高度多在 300 呎以內,這與飛機在起降階段的活動範圍大幅重疊,再加上機場周遭的環境適合鳥類生活,使得鳥擊事件多在機場周遭發生。」

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為確保飛航安全引擎製造商在設計時就會考慮鳥擊發生的情況,但「有考慮」不代表「一定安全」,一旦遇上集結的鳥群或體型過大的鳥種,還是有可能造成意外,因此,現在一旦獲報疑似鳥擊事件,桃園機場便會關閉跑道直至處理完畢。

溫柔地向鳥類借道

機場周遭本來就是鳥類居住的區域,是我們跟鳥類借道。雖然桃園機場航班往來密集,但在鳥擊防制上,主要還是以人道的方式,進行長期的環境整治,林航務師說:「像是透過機場空側區域定期割草、整理環境積水、排水溝清淤加蓋等方式,讓鳥兒離開最危險的區域。」除了長期整治外,桃園機場每日也會定時鳴笛驅離鳥類,以確保當下航班的飛航安全。

桃園機場以紗網覆蓋明溝,減少鳥類進入機場之誘因。 圖/桃園國際機場提供

此外,飛機在起降時,必須開啟起落架照明燈,除了能讓塔台地面人員確認起落架有放下,更有嚇走鳥類的效用。而桃園機場也透過空域監控及禽鳥活動監測,同時利用雷達系統長期收集的鳥類活動數據,來協助改善驅鳥作業。

林航務師說:「隨著航空科技進步,減少噪音的飛機更容易與鳥類產生碰撞。」若不密切注意鳥類對飛航安全的影響,未來可能面臨更多的衝突,而那並非是你我所想遇見的未來。

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「我們要更了解鳥類,才能找到共生的可能。」林航務師表示,我們是跟鳥類借道,並不是霸佔這片天空,為了進一步了解鳥類的習性,除了由桃園機場航務員紀錄的報告外,桃園機場也與專家合作,提供機場地區的鳥相報告,協助我們更了解鳥類的一切。

成為鳥類的朋友,才能共享這片天空

雖然所有機場都同樣有鳥擊的困擾,但由於地理位置和環境因素的差異,同樣的防制手段並不見得能夠產生同樣的防治效果,而待鳥群出現後再驅離始終是治標不治本。唯有從理解鳥類生態著手,才能針對採取相應措施,而這也正是「鳥相報告」重要的原因。

為了凸顯鳥相報告的重要性,林航務師說:「鳥類活動難以掌控,也不像飛機一樣設有雷達能預警撞擊。」

桃園機場的鳥相報告,從最早與台大森林系到近年與桃園市野鳥學會合作,桃園機場一直都委請專業人員定期巡視觀察場內生態與活躍鳥種,目的就是協助鳥擊防制人員釐清最重要的兩個關鍵:「為什麼」以及「怎麼做」。

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在經過長年數據收集及生態觀察後,目前桃園機場確認的常見鳥類約有 26 種,而每種鳥類常見季節、活動區域、移動時飛行高度、活動時機都不盡相同,但聚集於機場不外乎兩大原因:覓食以及棲息。在透過野鳥學會專業人士了解不同物種的習性之後,鳥擊防制人員便能根據該時期常出現的鳥種來採取不同手段達到最好防制成效。

桃園機場透過鳥相調查掌握鳥種與習性,根據鳥相資料庫及觀測紀錄,每月發布鳥類活動預告。 圖/桃園國際機場提供

舉例來說,常見的黃頭鷺喜歡等待捕食除草後出現的昆蟲,防制人員便著重棲地管理,避免在日間航務繁忙階段進行草坪修剪,並維持跑道周遭的草長在 30 公分左右,但草坪長度也得注意不能過長,否則便容易吸引到雉雞出現;夏季活動的台灣夜鷹則喜歡在跑道上蟄伏取暖,在入夜至清晨階段最為活躍,必須加強夜間燈光驅趕及減少場內繁殖;鴿子雖然體型不大,但由於賽鴿習慣,金屬製的腳環往往在鳥擊發生時容易造成航機的損害。

黃頭鷺,又稱牛背鷺;特徵為頭、頸、胸呈橘黃色。圖/Pixabay

鳥相觀察報告讓鳥擊防制人員在理解環境因素是如何影響常見鳥群活動後,更能根據自然規律調整驅鳥方式,從棲息地與築巢地著手減少鳥類駐地誘因,進而達到維繫飛航安全的目的,桃園機場今年更納入蟲相調查,目的就是為了更進一步從食物鏈源頭著手。

生態保育有責但飛航安全不可妥協

保育固然重要,但機場終究得以飛安優先、將提供良好的飛航環境為最優先考量。林玉茹解釋,其實航務人員也非常清楚不可能完全抓光或避免鳥類在機場出現,威嚇及消滅終究是最終手段,與生態專家合作的目的也在於此。

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圖/桃園國際機場提供

林航務師指出,國外機場的鳥類防制被稱為「Bird Control」(鳥類控制),展現出防制最主要的目的是控制而非殘殺,而桃園機場現在許多防制措施也並非以致命為主,像是在水溝上及跑道旁設置鳥網時,她便要求鳥網越鮮豔、設置越明顯越好,「畢竟我們的最終目的不是要抓牠,而是希望讓鳥看到這裡有網子後請牠自動讓道。」

鳥相報告的導入也是出於這項初衷。桃園機場希望透過了解鳥類習性,儘可能在降低航機鳥擊威脅前提下兼顧生態環境保育。林玉茹航務師笑著表示,各項數據也是得仰賴懂得鳥類的生態環境專家協助才能更好理解其中資訊,在與野鳥學會合作後,雙方也更加理解彼此都是在為相同目標努力。

「鳥類比起人類更早存在於天空,但飛航安全終究無法妥協,未來也將持續朝向『共享天空』、兼顧生態保育與鳥類防制的目標前進。」

參考資料

  1. 桃園機場 – 野生動物活動通告
  2. 鳥兒不要來!桃園國際機場鳥擊防制作業
  3. 《由航空器鳥擊風險與鳥種特性分析機場鳥害防制-以桃園國際機場為例》
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人體吸收新突破:SEDDS 的魔力
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/05/03 ・1194字 ・閱讀時間約 2 分鐘

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本文由 紐崔萊 委託,泛科學企劃執行。 

營養品的吸收率如何?

藥物和營養補充品,似乎每天都在我們的生活中扮演著越來越重要的角色。但你有沒有想過,這些關鍵分子,可能無法全部被人體吸收?那該怎麼辦呢?答案或許就在於吸收率!讓我們一起來揭開這個謎團吧!

你吃下去的營養品,可以有效地被吸收嗎?圖/envato

當我們吞下一顆膠囊時,這個小小的丸子就開始了一場奇妙的旅程。從口進入消化道,與胃液混合,然後被推送到小腸,最後透過腸道被吸收進入血液。這個過程看似簡單,但其實充滿了挑戰。

首先,我們要面對的挑戰是藥物的溶解度。有些成分很難在水中溶解,這意味著它們在進入人體後可能無法被有效吸收。特別是對於脂溶性成分,它們需要透過油脂的介入才能被吸收,而這個過程相對複雜,吸收率也較低。

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你有聽過「藥物遞送系統」嗎?

為了解決這個問題,科學家們開發了許多藥物遞送系統,其中最引人注目的就是自乳化藥物遞送系統(Self-Emulsifying Drug Delivery Systems,簡稱 SEDDS),也被稱作吸收提升科技。這項科技的核心概念是利用遞送系統中的油脂、界面活性劑和輔助界面活性劑,讓藥物與營養補充品一進到腸道,就形成微細的乳糜微粒,從而提高藥物的吸收率。

自乳化藥物遞送系統,也被稱作吸收提升科技。 圖/envato

還有一點,這些經過 SEDDS 科技處理過的脂溶性藥物,在腸道中形成乳糜微粒之後,會經由腸道的淋巴系統吸收,因此可以繞過肝臟的首渡效應,減少損耗,同時保留了更多的藥物活性。這使得原本難以吸收的藥物,如用於愛滋病或新冠病毒療程的抗反轉錄病毒藥利托那韋(Ritonavir),以及緩解心絞痛的硝苯地平(Nifedipine),能夠更有效地發揮作用。

除了在藥物治療中的應用,SEDDS 科技還廣泛運用於營養補充品領域。許多脂溶性營養素,如維生素 A、D、E、K 和魚油中的 EPA、DHA,都可以通過 SEDDS 科技提高其吸收效率,從而更好地滿足人體的營養需求。

隨著科技的進步,藥品能打破過往的限制,發揮更大的療效,也就相當於有更高的 CP 值。SEDDS 科技的出現,便是增加藥物和營養補充品吸收率的解決方案之一。未來,隨著科學科技的不斷進步,相信會有更多藥物遞送系統 DDS(Drug Delivery System)問世,為人類健康帶來更多的好處。

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小鳥為什麼不走路要用彈跳的?——《鴿子為什麼要邊走邊搖頭?》
晨星出版
・2023/10/25 ・1493字 ・閱讀時間約 3 分鐘

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彈跳的鳥類

用雙腳移動時,只有鳥類會使用而人類不會用的動作,那就是彈跳。這種名為彈跳的運動既困難又麻煩,為什麼鳥要這樣子彈跳呢?其實到現在我們還無從得知。

如同前述,彈跳是兩腳幾乎同時一起跳的運動方式。我們常見的鳥,像是麻雀和日菲繡眼這種小鳥就是用彈跳的(圖一),而烏鴉在急的時候也會彈跳。

麻雀是兩腳並用一起跳,但也有兩腳稍微錯開來彈跳的物種。例如巨嘴鴉之類的鳥類身體會微微傾斜,左右腳些微錯開,用「噠噠、噠噠」這樣的節奏來彈跳。這兩種本質上的差異目前還不清楚,不如說彈跳跟跑步的差異也還不清楚,所以步行研究者目前也是束手無策。

圖一、麻雀的彈跳,左右腳微微錯開著地(照片 ③ 中偏差大約是 1/120 秒)

歐亞喜鵲這種鳥同時會彈跳也會跑步,但比較兩者的研究顯示,在跑步與彈跳中,腳的運動方式跟肌肉動作幾乎一樣。彈跳跟跑步一樣,是高速移動的方式,活用肌腱像是彈簧的功能來轉換動能跟彈性位能。然後,兩種的差別只有「雙腳交互動作」或是「幾乎一起動作」而已。

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彈跳和跑步除了腳動的時機以外沒有什麼不同,那為什麼只有一部分的鳥是用彈跳的呢?

這個問題,很遺憾現在的科學還沒有解開,現階段一致贊同的只有:一般認為會彈跳的鳥是相對小型的種類,以及常待樹上的種類。看了許多鳥以後,會發現確實小型的鳥很常彈跳。另外,喜歡待在樹上的鳥則是常用兩腳一起從一根樹枝跳到另一根樹枝上,所以在地上也同樣會用兩腳一起跳躍,這樣說來可能就會覺得可以理解。

但是在樹上彈跳,在地上也還是可以步行不是嗎?不這樣區分移動方式,應該是因為有什麼身體構造或生理學上的理由才對,但這問題至今仍然是謎。

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圖/giphy

另一方面,小型的鳥喜歡彈跳的理由,如果用「彈跳適合用來高速移動」,可以解釋一部分的疑問。比起小型鳥,大型鳥的步幅更大,一般步行速度也比較快。如果小型鳥想跟大型鳥用同樣速度移動的話,就需要走得很快。像是人類,也很常在路上看到小孩要小跑步拚命跟上大人的走路速度。跟那個狀況相同,小型鳥有使用相對身體尺寸的高速進行移動的必要性。

想像看看會啄食掉落在地面的種子的鴿子和麻雀,如果用同樣密度灑餌,鴿子只要數步就能抵達下一個餌也說不定,但小型的麻雀需要移動相對更遠的距離才能拿到餌(圖二)。這樣一來就需要比較急著移動,這麼解釋或許也很合理。

圖二、假設在距離鴿子兩個身體遠的地方放餌,對體型較小的麻雀來說,同距離就需要移動六個身體的長度,不移動更遠的距離就沒辦法拿到餌。

但是彈跳和跑步如果是同樣的運動,那為什麼不能用跑的呢?「小型鳥比較需要快速移動」這種說明,很遺憾地似乎不能完全解釋為什麼要選擇彈跳。

但這麼簡單的問題,21世紀的科學還無法解釋,真是令人驚訝。

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——本文摘自《鴿子為什麼要邊走邊搖頭?》,2023 年 8 月,晨星出版,未經同意請勿轉載。

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為什麼腿短短,走路還搖搖晃晃?解密企鵝賣萌的背後真相!——《鴿子為什麼要邊走邊搖頭?》
晨星出版
・2023/10/24 ・1652字 ・閱讀時間約 3 分鐘

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企鵝搖搖晃晃地走路

圖/giphy

說到用兩隻腳走路的鳥類,就不得不提企鵝。企鵝用兩隻腳在冰上搖搖晃晃走路的樣子非常可愛。在水中卻可以自由自在地高速游泳、追捕魚,這兩種樣子帶給人的印象有非常大的不同。

話說,企鵝意外地可以走很長一段距離。牠們會在地上蒐集石頭來作巢,所以當然要可以走到築巢的地點。通常企鵝類的繁殖群會位在距離海岸線幾百公尺的地方,但有時會在距離海岸 3 公里以上的內陸,想像企鵝排成一列搖搖晃晃地走 3 公里,實在是可愛至極。

說是這樣說,但是走 3 公里,我們人類都覺得有點遠了,企鵝真的可以搖搖晃晃走過去嗎?

牠們的走路方式感覺效率很差,好像很累。企鵝走路時腳會使用的力量以及計算其所需能量的研究顯示,企鵝的走路方式一如外表印象,效率很差。大概所有人都會覺得「我想也是」吧,但我們不妨來仔細思考為什麼會效率很差。

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圖/giphy

鵝生好累!企鵝其實一直蹲著?

在討論企鵝的步行時,首先得要知道的是其獨特的體型。企鵝看起來是用兩隻腳站著,腳感覺極端的短。大概因為身上的毛色彷彿穿著燕尾服一樣,總覺得像是人類的喜劇演員一般。

但是牠嚴格說來並不是「站著」。看企鵝的骨骼圖(圖一)就很清楚。髖關節跟膝關節強烈彎曲的姿勢,以人類來說就是「蹲著」。換言之,企鵝時時刻刻都是蹲著的,連走路時也是蹲著的狀態。試著自己蹲著走路看看,就會像企鵝那樣搖搖晃晃地。牠們搖搖晃晃的姿態,背後的祕密就是體型與姿勢。

而由此延伸,企鵝的步行方式非常沒效率的理由,可能就是身體橫向搖擺和轉動幅度非常大。搖擺跟旋轉的動作,對前進而言怎麼看都是不必要的舉動,但是根據之前的研究,其實企鵝不搖晃反而效率會更差。之前也說過雙足步行的動能跟位能要有效率地轉換,才能有效率地運動,但企鵝似乎是用橫向搖擺的動作來進行這種能量轉換。

圖一、企鵝的樣子跟人很像,所以如果讓企鵝在山手線月台上排隊,也不會有人發現(右),但是如果看骨骼(左),企鵝蹲下來就可以跟站著的人類簡單區分開來。

短腿優先?

也就是說,企鵝走路效率不佳的理由,跟牠們這種體型跟姿勢有關。

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企鵝的腳確實很短,以現在還活著的企鵝種類來說,體型最大的皇帝企鵝的體重將近 20 公斤,和澳洲的平胸鳥類鶆䴈幾乎相同,然而比較這兩種鳥類的腿長的話,鶆䴈的髖關節大概在 80 公分高的位置,而皇帝企鵝大概在 30 公分高左右。明明體重差不多相同,企鵝的腳的長度卻只有鶆䴈的一半以下,步行效率差也是沒辦法的事。

本章已經反覆提過好幾次,腿愈長一般來說會步行速度愈快、效率也愈好,企鵝的短腳和蹲下的姿勢非常不適合走路,這點沒有人能否定。

圖/giphy

企鵝的腳會這麼短,恐怕是為了在寒冷地帶保住體溫。雖然也有棲息在熱帶的企鵝,但多數企鵝都棲息在極地,在水中跟地面上不失去體溫就是牠們最重要的課題。四肢末梢要是比較長,就會因為體積的表面積變大,容易失去體溫。所以在寒冷地帶演化的物種,耳朵等突出部位通常都會比較小。

雖然意外地能走很長距離,但企鵝仍然主要屬於在寒冷地區游泳的鳥類,為此演化出的短腿跟蹲著的姿勢,必須讓身體左右搖晃走路來補足才更有效率。

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——本文摘自《鴿子為什麼要邊走邊搖頭?》,2023 年 8 月,晨星出版,未經同意請勿轉載。

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