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野外露營時,如何判斷最低溫在哪?冷空氣就像糖漿,內陸山谷常出現「霜袋」現象——《解讀身邊的天氣密碼》

晨星出版
・2022/11/12 ・2031字 ・閱讀時間約 4 分鐘

我們從極端的例子中認識許多關於霜的知識,從不會結霜的地方開始吧。

小島嶼及沿海地區甚少結霜,因為海洋帶來了溫暖的空氣。河流附近的無霜帶能一瞥與海洋相同、但尺度較小的現象。我在蘇格蘭北部印威內斯散步時,從距離尼斯河兩公尺左右的地方發現了露水充盈的青綠草地,它與四周閃爍著白色光澤的霜地形成強烈對比。

青綠草地與四周白色的霜地形成強烈對比。圖/Pexels

最低溫製造區

每一個地區都有最嚴酷的霜袋,破紀錄的低溫多從此處產生。無論世界何方,最低溫製造區都有類似的特色,通常居於內陸且在山谷底部。

奇爾特恩丘陵(Chilterns)是著名的例子之一,位於倫敦西北部的小山丘,離倫敦約一小時車程的距離。奇爾特恩丘陵海拔最高峰不超過三百公尺,很難想像這座小山會出現極端的天氣現象,也是這種意料外的極端,使我們懂得更多。

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奇爾特恩丘陵的霜坑位於里克曼斯沃斯(Rickmansworth),該地區處於英國倫敦西部的內陸地區,霜的小口袋就在山谷裡,即便這個山谷並非此地區的最低點

這裡有個奇妙之處,當冷空氣從山丘往凹陷的山谷流動,會受到霜坑另一側的鐵路堤岸阻擋。回想一下冷空氣像糖漿流動的概念,會更容易理解它是如何被阻礙擋下。相同效應會出現在更小的天氣尺度裡。

霜更喜歡貼近草坪邊緣。圖/Pexels

上午,霜覆蓋了大地,前往書寫本書的林地小屋途中,我停下腳步來研究霜。農田下陷處的霜比高處的霜還要多,但靠近我腳邊的地方有些細微的現象。大顆的薊上覆著一層厚厚的霜,我很享受看著眼前的多刺植物如何成為基甸的羊毛上衣。

貼近地面的葉片阻擋土壤的熱量散失,因此葉片附近的土壤只見得著霜的小碎片。

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小草坪上有些許的高度變化,霜避開了較高的地區,更喜歡貼近草坪邊緣地勢較低的草。草坪約二十公尺長(約六十五英尺),高度落差則不超過一公尺(三英尺),卻足以展現出霜的偏好。

草皮和小屋中間鋪著人行磚的地面並非完全平坦,稍早降下的雨水蓄積在一片地磚壓出的淺坑,且在一夜之間結凍。它通透到我一開始以為它是液態的水,也就是一個小水漥,直到靴子的腳尖踩上它打滑後,我才從固體、透明的元素知道它是黑色的冰,或雨淞。

被封在雨淞中的小草。圖/維基百科

如果你對於在這麼小的尺度裡看到變化感到存疑,堅持眼見為憑,我不怪你。但如果我們看一個人工實驗,可能會帶給你更多信心。

科學實驗顯示,只要一公尺乘上一公尺(三英尺乘上三英尺)的保麗龍盒,就能夠創造出截然不同的微氣候。

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經過十個夜晚,盒內的溫度平均約比外面的空氣低攝氏七度。盒子扮演著迷你山谷和隔絕地面溫度的隔熱體,用季節的感覺來形容的話,在黎明時進入盒子,就像在幾公尺內體會從六月到十一月的溫度差異。

我們可以知道為什麼天氣學家清楚表示天氣觀測裝置不能被放在山谷,它完全有道理,但卻也藏起了一部分在我們身邊的豐富天氣。

因霜害發展出的文化

霜對植物具有毀滅性的影響,因此農夫們短時間內就摸出霜的習性。

霜在某些區域可能會引發爭端,巴布亞紐幾內亞(Papua New Guinea)的沃拉人(Wola)偶爾會與鄰近的族群發生衝突,形成了激烈的競爭文化。對手的不幸是他們的快樂,比如敵人受霜袋影響被迫遷移時,沃拉人載歌載舞、大肆慶祝。這種幸災樂禍的行為就稱為「liywakay」。

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或許與我們的文化相差甚遠,又或許近在咫尺。可以想像英國村莊內一位獲獎的菜農,在聽到死對頭的作物被冰霜傑克(Jack Frost,是西方民間傳說裡的冬季精靈)搗毀,也會樂得手舞足蹈。

冰霜傑克的畫像。圖/維基百科

霜袋也說明了為什麼有些山頂的植物會比山下的植物更早冒出葉子。這似乎有點違反常規?但只要我們了解較高處能免於晚霜之害,那聽起來還挺合理的;天寒地凍的霜袋中,幼苗可能全都被凍死。

當我們在寒冷、無雲的星空下露營時,捨棄山谷,移動到較高的地方睡一晚,就能避開最凍人的溫度。

——本文摘自《解讀身邊的天氣密碼》,2022 年 10 月,晨星出版,未經同意請勿轉載。

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晨星出版
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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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從昆蟲的習性可以預測天氣?敢有影(kám ū-iánn)?——《解讀身邊的天氣密碼》
晨星出版
・2022/11/13 ・1501字 ・閱讀時間約 3 分鐘

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溫度對昆蟲至關重要,因此昆蟲會對溫度產生反應。

有一個普遍的通則:炎炎夏日中,你會先看到大昆蟲,接著見到小昆蟲,最後又再一次碰到大昆蟲。昆蟲愈大,愈能忍受低溫、對高溫愈難耐;因此大昆蟲喜歡在一天的清晨或傍晚的涼爽期間出現,中午的活動力較低;小昆蟲較不耐低溫,會在環境變暖時才現蹤。

夏日裡能常看到昆蟲。圖/Pexels

昆蟲與氣溫密不可分

蘇格蘭高地的糠蚊(Ceratopogonidae)總是令人難受,但可以利用牠們對溫度的敏感度對付牠們。糠蚊蓬勃生長的溫度帶相當狹窄,介於不冷也不熱的溫度之間,因此只要你往上爬/向下走,溫度會上升/下降至牠們的舒適圈之外,就能擺脫牠們。

蟋蟀代表了溫暖的氣溫是眾所皆知的事,此外,蟋蟀的聲音頻率與溫度有直接關係。雖然因不同物種而異,但蟋蟀溫度計主要的規則是,在攝氏十三度的環境裡,蟋蟀每秒鐘叫一聲,且此頻率會隨著溫度上升而增加。

在夏天,天氣溫煦、潮溼且微風徐徐,飛蟻會成群結隊地移動。牠們結伴飛過天空,數量多到人們相信「飛蟻日」的存在,飛蟻日說的正是飛蟻同時在全國各地現蹤的日子。不過,正如我們所知,陸地上的微氣候變化甚大,因此知道飛蟻日是個迷思也不該為之震驚,只是某幾個區域的條件正巧在那幾日適合飛蟻出巡。倘若你遇見一大群飛蟻,牠們捎來的訊息是,現在的氣溫大約攝氏十三度,風速低於每秒六公尺。

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螞蟻藏著天氣機密?

據某些傳說所言,螞蟻直線移動代表壞天氣即將到來,但我未觀察過也沒有科學理論能佐證這點。

更有趣的是,澳洲原住民有一個習俗,說螞蟻在蟻窩周遭蓋高牆表示大雨將至,西方也有相同的俗諺。之前的章節提過太平洋諸島的居民發現小火蟻(red ant)會在風雨來襲前堵住巢穴,天氣晴朗時則大敞家門,這在西方諺語裡也提過。我還沒觀察到這個現象,但出現在廣泛的文化圈,甚至是兩個信仰社會尚未接觸的時間點就已發展出這種說法,說它沒有參考價值還真不為人所信。

許多科學研究能支持螞蟻對溼度敏銳的觀點:研究人員曾觀察到編織蟻(weaver ant)在熱帶風暴來臨前織網。

編織蟻(Oecophylla),英文稱之為Weaver Ant和Green Ant。圖/維基百科

其他物種裡,螞蟻、白蟻丘的排列和太陽脫不了關係。澳洲北部,羅盤白蟻(Amitermesmeridionalis)建造了指向北邊的蟻丘而為人所知;蟻丘細細的部分指著中午的日頭,寬闊的部分則指向清晨與向晚的太陽,這有助於調整蟻窩的溫度。

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世界上有超過一萬三千種獲得命名的螞蟻物種,牠們都擁有各自的習性,我們要多關注近身物種的行為。

我時常運用一些螞蟻的方式,它們比起天氣更接近自然導航,不過兩者間有許多重疊的部分。在英國,排水性佳的草地經常可見黃土蟻(Yellow meadow ant)的身影,我家附近的白堊山丘就有很多。黃土蟻呈暗黃色,牠們的蟻窩比螞蟻本身有用多了;黃土蟻會將蟻窩向上堆到 0.5 公尺高,較為平坦的那一面通常面向東南邊,可以充當太陽能板,在涼爽的早晨收集太陽的熱量。

——本文摘自《解讀身邊的天氣密碼》,2022 年 10 月,晨星出版,未經同意請勿轉載。

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忘記帶傘怎麼辦?試著挑把「樹傘」吧!——《解讀身邊的天氣密碼》
晨星出版
・2022/11/12 ・2300字 ・閱讀時間約 4 分鐘

當一場大雨滂沱襲來,我們都曾衝向一棵樹去尋求掩護,在這之前,幾乎不會去考慮不同樹種的問題,但在各種樹種下的避雨體驗是相當不同的。在下一場雨到來之前,這是件值得稍微思考的事情。讓自己沉醉在閱讀樹傘的藝術之中,你將迫不及待地渴望下雨,這樣你就可以更進一步去探索。

下雨時要選擇哪棵樹避雨呢?圖/Pexels

葉片與保護傘效應

每個樹種的樹冠各有不同,雲杉、甜栗、杜松、山楂擁有非常茂密的樹冠,樺木、落葉松和柳樹的樹冠則是稀疏、開放式的,歐洲赤松、赤楊木和橡樹的樹冠介於兩者之間,但樹冠茂密度只是一個考量因素。

樹葉的大小和保護傘效應之間存在著令人驚訝的關係

樹葉愈大就有愈多的雨水流入地面,這與多數的人在衝去避雨時所猜想的相反;在大雨中,穿過山毛櫸葉子的雨水是松針的兩倍;橡樹並不是一把好雨傘,穿過它的雨水比被它擋住的還要多;如果你好奇原因是什麼,答案就在樹葉的構造裡。

闊葉樹的葉子將雨水引向葉子的尖端(所以潮溼的地區常見尖銳樹葉),雨水滴落前,一片葉子最多承受一滴雨水;針葉比闊葉更細,每片樹葉也都能乘載一滴雨水,而且一片闊葉的面積等同十幾根或更多的針葉。

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每片針葉也都乘載一滴雨水。圖/維基百科

所有樹傘的抗風程度都不盡理想,陣風吹過、雨水滑落。

樹枝形態是保護力關鍵

雨下得愈小愈短暫,任何一把樹傘都有讓你保持乾燥的能力。雖說它們最終都會投降讓雨水通過,但樹種之間的放行方式也大相逕庭。

有些樹對遮蔽躲雨的行人很體貼:它們把雨水收集在樹枝上並引導雨水流到樹幹,猶如一條小溪流沿著樹皮將雨水匯流到地面上;另一種則是讓雨水從樹的中心落到最寬的部分,就像塑膠傘一樣。也有一些讓雨水直接穿過樹枝落到你的頭上,滴滴答答響個不停。我不知道你怎麼想,但我覺得樹外不停下著雨好過在衣服上發現一團水漬;望著雨水順著樹皮向下流,絕對比感受雨從你背上順流而下要有趣得多。

值得花點時間細想一下,哪些樹善良,哪些愛惡作劇?

關鍵在於樹枝的形態

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向著天空傾斜或是向著地面傾斜的樹枝,比起水平的樹枝更適合當作雨傘;向下傾斜的樹枝,像是雲杉、洋松和其他的針葉樹,它們會將雨滴從樹的中心和你頭上引向樹的周圍。大雨來臨時,可以找找穿著巨大雨滴裙的樹。

雲杉是個好選擇!圖/維基百科

樹枝向著天空伸展的樹,像是楊樹、山毛櫸、檜木、杜松、一些柳樹和針葉樹,會將雨水引流到樹幹。大雨過後,站在一棵山毛櫸旁,你會目賭激流順著光滑的樹皮流下,一路躍出一叢叢的苔蘚。(苔蘚之所以生長在這裡,是因為這些雨水渠道,並非許多人認為是樹的北側造就了苔蘚。)

橡樹、雪松、落葉松和歐洲赤松有許多水平的樹枝並且態度惡劣。雨水匯集在樹冠上直到雨水過多、樹葉無法承受。此時樹枝不會將過量的雨水向內或向外引導,而是讓雨水直接落在我們身上。

最大的驚喜可能是杜松,密集的針葉樹冠和樹枝的形狀結合,使它成為保護傘的典範。它善於接住雨水使其遠離地面,以至於這些灌木叢下有時會有一片微型沙漠,像真菌這類乾燥地區的特殊有機體會在此處蓬勃生長。然而,杜松矮小並多刺,這意謂著很少會有人爭相跑到杜松下躲雨。

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歐洲雲杉獲得最佳樹傘獎可說是實至名歸。它結合了密集的針葉樹冠,樹高、樹寬也十分剛好,還擁有出色的枝條型態與相對的豐富性。

最佳樹傘——歐洲雲杉。圖/維基百科

我喜歡在大雨中一邊看著雨水淋溼附近其他樹木的樹幹,一邊享受雲杉帶來的乾爽。雲杉樹幹在傾盆大雨中保持乾燥的時間,長到令我驚喜。

感受樹傘之美

當大雨伴隨強風,雨水就會被吹到樹幹上。暴風雨後,當我走過當地的山毛櫸林,我注意到樹幹上有兩種不同的直條雨水紋路:一條是我們剛才討論過的,雨水從樹枝流進來而形成的通道;另一條是風揮灑的圖畫。它們時而交疊,時而遵循不同的路徑,它們經常交織在一起,在樹皮上創造出溼漉漉的格子圖案;剛開始你會以為這只是隨機的現象,不過當你的眼睛能明辨兩種雨水紋路的成因,箇中道理就清晰可見,就此揭開了隨機現象的神祕面紗。

乾燥的日子裡,我們也可以在林地裡享受雨水的不對稱性。請注意,森林裡永遠不會出現完全相同的地表,混合了落葉、下層植被、裸地、樹樁等。

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基於上述的原因,溼度差異很大,最潮溼的地方往往會有植物群落,像是苔蘚,與附近較為乾燥的地區差異甚大。比較看看雲杉和橡樹林下的地面,保護傘的好壞之分因人而異。

——本文摘自《解讀身邊的天氣密碼》,2022 年 10 月,晨星出版,未經同意請勿轉載。

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