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重溫2012(一)理性看森林火燒

陳 慈忻
・2013/03/02 ・2415字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 502 ・六年級

國小高年級科普文,素養閱讀就從今天就開始!!

我們人類算不算是自然的一部分?如果我們是以人為本位,把自然當成資源,我們會希望木材、獵物能夠被使用,住在森林附近的居民也不想要受火災威脅,因此認為森林火是一種「災」。林朝欽博士是林業試驗所森林保護組的研究員,他長期支援國內森火防範工作、研究國內外森林火,他以中性的觀點出發,以更廣的視野看「森林火燒」的防災與生態意義。

防災觀點一:如何進行預防工作

如果從災害的觀點來看,第一步就是「森林火災危險度」的預測,就像氣象局預測今天會不會下雨,在森林火燒發生之前,每天都會計算今天發生的機率。

機率計算原理其實很簡單,假想今天有10個火點丟到這片森林,會有多少個火點引起燃燒?能引發火燒的比例就是森林火災危險度。

而測量需要從起火因子著手,第一是燃料的溼度,如果燃料越乾燥,就越容易點燃;第二是燃料的性質,就如同烤肉不會拿最大塊的木炭來燒,而是將木炭先打碎,在森林中容易引起火災的也是樹幹較細小的樹木,像是松針。

所以我們在一整片森林中,只要測量最易燃種類樹木的濕度,就可以預測森林火災危險度,並將全國森林火災危險分布圖發布在林務局的網站上。

防災觀點二:如果真的發生了 怎麼應變?

農委會的林業試驗所目前正協助訓練森林救火隊,而滅火成功的關鍵是:預測火接下來會往哪邊燒?前進的速度多少?稱為「林火行為預測」。

要能夠掌握林火行為預測,得要熟悉3個要點:森林的氣象變化、森林特性、地形。就氣象變化而言,風向是預測火燒方向、速度的重要因子,濕度也會影響火燒的強度。

就森林特性而言,像是松樹屬於易燃性質,因為它含有油脂;二葉松的樹皮含有高含量的矽(Si),就像砂子的成分一樣,因此火不易燒死有較厚樹皮的老松樹。再者,針葉林的樹形是下寬上窄的三角形,接觸火的面積大而容易擴大燃燒;如果是樹型下空上滿的闊葉林,接觸火的面積小,比起針葉林不那麼容易燃燒。

不同的地形也會對森林火燒產生重要的影響,不同的坡向所受的太陽光也不同,進而影響森林的乾濕度;在山谷地區的起火會順著山勢往上燒,比山稜上的起火而造成的燃燒面積更大。

為了要建立林火行為預測的模型,研究者會在實驗室進行模擬,將這3個因子在控制下進行試驗住。比方說選擇特定的燃料來實驗,經過浸水來控制濕度,接著可以製作不同地形的實驗場地,控制它的坡度。點火後,得到一些數據,從實驗中找出這些變因的影響關係。

但是真實世界是變化萬千的,所以我們接著會到野外實驗,再來修正預測模型的數學公式。這數學模型的運算結果會呈現在地圖上,讓林務局在救火的時候,可以清楚看到林火行為。

目前世界各國都累積了很多經驗,也投入許多心力在林火行為預測的研究上,因此現在的預測可以做得很好。

防災觀點三:森林滅火有什麼策略?

最有效的森林滅火不是直接去撲滅已經起火的地方,去救已經燒掉的森林沒有意義,要規畫犧牲哪些地方,盡我們所能保留最大的安全區塊。因此飛機的阻燃劑不是直接燃燒的森林上噴撒,而是撒在要擋下火勢的防線上,阻燃劑的成分是與一般肥料的成分類似,所以可能避免汙染森林環境。

滅火人員的有效策略是「引火回燒」,火燒很快的時候,你怎麼追趕都無法滅的比燒得快,但是我們在火勢前頭透過人為引火往回燒,製造出缺乏燃料的「防火線」。要能夠準確的擋下火勢,最重要的是能夠準確預測林火行為,否則真的需要擋的地方沒擋到,救火時間就會延長且損失更多森林面積。

雖然飛機的速度較快,但是滅火人員的引火回燒更強效,沒有燃料絕對可以確保阻擋火勢,但是阻燃劑卻不一定能阻擋太大的火勢,所以重要的部分會優先派人進行任務,其他人力不足的地方才透過飛機支援。

生態觀點:森林火燒 v.s. 森林火災


如果我們從森林生態的角度,我們使用「火燒」這個中性的詞,而不把森林火視為災害。火其實有更新的作用,能夠幫助生態循環,避免森林老化。大自然本身就會有規律的小火燒發生,透過雷電等自然現象就可能引發。

小火也有把地面清乾淨的功能,可以讓一些植物種子容易扎根。甚至在美國需要火的森林,如果沒有火反而還要主動去燒,火也是森林經營、管理的工具,稱為「計畫性火燒」(prescribed burning,醫學上prescription是處方,意思經過診斷後開的藥方,也隱含了經過燃燒學研究後要引燃的森林)。

如果將所有森林火燒都視為要撲滅的災害,會遇到什麼負面結果?除了抑制生態系更新,累積過多燃料,反而會造成大火發生。

1張山頭裸露的照片對台灣民眾而言是很驚悚的景象,但是幾個月後,這個地方經過次級演替又再度充滿生命力,小火燒對森林而言其實是益大於害的。

這個概念在台灣行政上還不被接受,認為有火就要滅,有火就是災。我們的研究還在蒐集更充足的證據,證明大自然有足夠的生命力進行周期循環,提倡「森林火燒」而非「森林火災」的概念。

每一個自然現象都有其功能,颱風、火山、森林火燒都不是只有害處。就森林火燒而言,我們應該要釐清哪些森林是需要火,讓它規律的燒;也要清楚強度多大的火燒會帶來危險、多小的火燒不會燒到人類居住地,再決定要如何防範。

(本文原發表於行政院國家科學委員會-科技大觀園「科技新知」。歡迎大家到科技大觀園的網站看更多精彩又紮實的科學資訊,也有臉書喔!)

延伸學習:

  • 林朝欽(民91),細說森林火 : 害怕它?不如了解它,行政院農業委員會林務局,台北。
  • 林朝欽(民 92),野火,是森林的敵人還是朋友?科學人,11, 85-87。
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陳 慈忻
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在丹麥的博士生,專長是用機器學習探索人類生活空間,正在研究都市環境變遷與人類健康的關係。曾擔任防災科普小組編輯、社會創新電子報主編。

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寵物過敏原有很多種,避免飲食過敏困擾,可選擇單一/特殊肉種寵物飼料
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2023/06/06 ・2173字 ・閱讀時間約 4 分鐘

本文由 新萃 Nutri Source 委託,泛科學企劃執行。

你有發現家裡的狗狗經常舔自己四肢,或是身上出現不明紅疹?當心這可能是過敏反應。寵物和人類一樣,也會有過敏反應,過敏可依照「來源」分為三種:吸入性過敏、接觸性過敏和食物性過敏。

寵物的過敏源有哪些?

不管是哪一種過敏反應,在人的身上都比較容易發現和排除。但狗狗的過敏卻很難處理,如果是接觸性或吸入性過敏,即使你把家裡打掃得很乾淨,還是無法排除帶狗出去散步時可能接觸到的環境過敏原。因此,對飼主來說,最容易控制的是食物性過敏。

食物性過敏是怎麼發生的呢?其實,「食物過敏」這個詞並不太準確。正確的臨床醫學用詞是「食物不良反應」(Adverse Food Reaction, 簡稱AFR)(Jackson, H. , 2009),指的是吃下食物後身體產生各種不良反應。並進一步分為食物過敏(Food Allergy)和食物不耐受(Food Intolerances)兩種。

如果你看過動漫作品《工作細胞》,你就會知道過敏其實只是免疫系統對特定成分產生的過度反應,因此全名為「過分敏感」;而食物不耐受則並非免疫性反應,而是消化系統無法代謝或對該生物體有毒,例如狗不能吃洋蔥或巧克力,否則會致死等等。

由於寵物沒有選擇權,只能吃飼主提供的食物,如果飼料中恰好有會造成牠 AFR 的成分,就可能產生各種症狀。除了腸胃發炎和拉肚子外,最明顯的外在症狀就是皮膚問題,包括搔癢、脫毛和紅疹等。後者容易被誤判為皮膚性疾病,讓許多飼主狂跑獸醫院的同時,獸醫也難以對症下藥。

雖然曾有研究透過讓醫師用血液或唾液是否檢測出 IgE 抗體來判斷狗是否過敏(Ermel, R et al.,1997),但最新的研究卻發現,無論使用無論血清的 IgE 抗原或是唾液裡的 IgM 或 IgA 抗原都無法有效檢測出狗狗的過敏來源(Udraite Vovk Let al., 2019 & Lam ATH et al., 2019),甚至會造成偽陽性誤判。因此,目前學界公認唯一能識別食物過敏原的方法就是「食物排除法」(Food Elimination Method)。

以食物排除法,找出毛孩的食物過敏原!

食物排除法的原理相當簡單粗暴,類似我們過去在學校做的實驗一樣,抓出「控制組與對照組」。首先,將狗狗的食物換成牠沒吃過、單一來源且易消化的高蛋白質或水解蛋白質;同時嚴格限制牠對其他食物接觸,包括其他人餵食或路上亂吃等可能性都要注意,此為「對照組」,如此持續 8~12 週,觀察皮膚是否有改善。如果確實有改善,那就證明了確實是 AFR 而非皮膚病。

下一步我們可以進行「食物挑戰」,在每餐食物中逐一嘗試可能的過敏原(例如常見的牛肉、雞蛋等),有如「控制組」,等到症狀又出現,就可以確認哪種食物成分是過敏原,未來就可以在飼料中排除,讓狗狗健康快樂地成長。

這個方法需要飼主的大力配合和耐心紀錄,不僅要在漫長的試驗期,更需要在控制期一一排除所有不可能之後,才能找到答案。而其中最困難的部分,也是實驗的基礎可能是第一步:「提供狗狗牠從未吃過,且肉品單一的蛋白質」,這點對多數飼主來說幾乎是不可能的任務,因為大部分的寵物飼料成分都很複雜。不要說狗狗了,搞不好你連自己沒吃過什麼恐怕都不知道。

飼料成分多而雜,可選單一肉種飼料降低過敏。

那該怎麼進行食物排除法呢?別擔心,沒有找不到的肉品,只有勇敢的狗狗。市面上已經有了針對過敏狗狗的低敏飼料,新萃推出了一系列低敏肉,包含單一肉種的袋鼠肉、鹿肉以及野豬等相比牛豬羊等較不容易取得的肉類,是進行食物排除法第一步測試的首選。

此外,新萃牌無論哪種飼料都有美國專利 Good 4 Life® 奧特奇專利保健元素,能促進飼料中的營養都被狗狗完整吸收。不僅過敏的狗狗能吃,有消化不良症的狗狗也適用。

新萃商品選擇的是單一/特殊肉種的成分,低敏感肉品讓寵物吃了更安心。

參考資料

  1. Thus for the purpose of this discussion, although the term food allergy is used throughout, it should be recognized that this term is a presumptive clinical diagnosis and adverse food reaction is a more accurate term for these canine cases. – Consensus
  2. Jackson, H. (2009). Food allergy in dogs – clinical signs and diagnosis.. Companion Animal Practice.
  3. Assessment of the clinical accuracy of serum and saliva assays for identification of adverse food reaction in dogs without clinical signs of disease – PubMed (nih.gov)
  4. Lam ATH, Johnson LN, Heinze CR. Assessment of the clinical accuracy of serum and saliva assays for identification of adverse food reaction in dogs without clinical signs of disease. J Am Vet Med Assoc. 2019 Oct 1;255(7):812-816. doi: 10.2460/javma.255.7.812. PMID: 31517577.
  5. Direct mucosal challenge with food extracts confirmed the clinical and immunologic evidence of food allergy in these immunized dogs and suggests the usefulness of the atopic dog as a model for food allergy. – Consensus
  6. Ermel, R., Kock, M., Griffey, S., Reinhart, G., & Frick, O. (1997). The atopic dog: a model for food allergy.. Laboratory animal science.
  7. https://www.moreson.com.tw/moreson/blog-detail/furkid-knowledge/pet-knowledge/dog-food-allergen-TOP10/
  8. 狗狗因為食物過敏而搔癢不舒服,為什麼做「過敏原檢測」沒什麼用?
  9. 【獸醫診間小教室】狗狗皮膚搔癢難改善?小心食物過敏! – 汪喵星球 (dogcatstar.com)
  10. 寵物知識+/毛孩對什麼食物過敏?獸醫:驗血完全不準!診斷法只有一個 | 動物星球 | 生活 | 聯合新聞網 (udn.com)
  11. Is there a gold-standard test for adverse food reactions? – Veterinary Practice News
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獅城蒙灰-跨國界的東南亞霾害
李柏昱
・2013/07/05 ・1364字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 521 ・七年級

圖為2013年東南亞霾害的衛星影像。印尼蘇門答臘島的森林大火產生的濃煙,隨風飄越麻六甲海峽,嚴重影響馬來西亞與新加坡等鄰國。(圖片來源:NASA Earth Observatory image by Jeff Schmaltz, LANCE)
圖為2013年東南亞霾害的衛星影像。印尼蘇門答臘島的森林大火產生的濃煙,隨風飄越麻六甲海峽,嚴重影響馬來西亞與新加坡等鄰國。(圖片來源:NASA Earth Observatory image by Jeff Schmaltz, LANCE)

最近,印尼蘇門答大島上的廖內省(Riau)因為砍燒森林造成森林大火,燃燒產生的煙霧嚴重影響附近地區,杜邁市(Dumai City)的空氣汙染指數(Air Pollution Index, API)一度高達500,遠遠超過安全值100。這些煙霧因為風向飄過麻六甲海峽,嚴重影響對岸的新加坡與馬來西亞等鄰國,新加坡21日空氣汙染指數亦飆破400,許多國際會議因而取消或延期,馬來西亞南部亦傳出有婦女因為霾害而死亡。

空氣污染指數為反映一地空氣的污染程度,如最常見的氮氧化物、懸浮微粒和二氧化硫,根據實際的污染物觀測值與特定公式計算。各國對空氣污染指數的計算方法和規定有所不同,名稱也稍有區別,不過普遍以100為安全值。

雖然霾害的近因是印尼蘇門答臘島的森林大火,但是東南亞地區的霾害絕非單純的天然災害,真正主因是近年來東南亞各國積極追求經濟發展,在此趨勢之下伴隨越來越極端的氣候變遷,因為人為因素與自然環境共同導致的環境災變。

東南亞地區地處熱帶,終年雨量充沛,然而每年的6〜11月,由於雨帶北移到東亞與東北亞的季風區,為印尼、馬來西亞的乾季,每年這段期間在先天環境上便是發生森林大火的高風險時期。

此外,東南亞諸國自2000年後積極進行區域經貿整合,為了維持出口成長及產業競爭力,政府鼓勵農民與商業集團種植高經濟價值作物或進行其他開發,砍燒(slash and burn)森林在印尼、馬來西亞等東南亞國家已經行之有年。在先天環境不佳的情形下,農民與商業集團的伐木與開墾行為,更使情況火上加油,讓近年來東南亞的霾害影響範圍更廣、規模也更巨大。

霾害之所以可怕,在於它影響層面甚廣。霾害看起來和一般的煙霧一樣,然而,其中所含的懸浮微粒一旦進入人體,會造成支氣管炎、肺氣腫、頭部血管疾病、肺病和心臟血管疾病等,對於長期健康危害的影響亦不容忽視。此外,霾害會嚴重影響一地的交通運輸系統,並對經濟造成衝擊,例如本次新加坡的觀光業便深受霾害所苦。

東南亞的霾害顯現天然災害的複雜性,幾乎所有災害都是自然與人為因素交互影響所造成。此外,天然災害無國界之分,國際的防災合作與交流便顯得非常重要。不過,東南亞各國如果不能在經濟發展與環境之間取得平衡,每年總會有那麼幾天,太陽將在濃厚的煙霾之後黯淡無光。(本文由國科會補助「新媒體科普傳播實作計畫─重大天然災害之防救災科普知識教育推廣」執行團隊撰稿)

責任編輯:鄭國威 | 元智大學資訊社會研究所

 

本文原發表於行政院國家科學委員會科技大觀園「科技新知」。歡迎大家到科技大觀園的網站看更多精彩又紮實的科學資訊,也有臉書喔!

 

延伸閱讀:

經濟發展與環境永續:東南亞霾害治理之困境與展望

Fires in Indonesia: Causes, Costs and Policy Implications
東南亞的霾害:現代啟示錄
台灣的空氣汙染指標

李柏昱
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成大都市計劃所研究生,現為防災科普小組編輯。喜歡的領域為地球科學、交通運輸與都市規劃,對於都市面臨的災害以及如何進行防災十分感興趣。

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重溫2012(五)地震都在下班後?
陳 慈忻
・2013/03/03 ・1784字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 484 ・五年級

自1901至2006年,台灣地區共有97次災情較嚴重的地震災害,如果不論災情,台灣位於板塊交界帶,大小地震是家常便飯,在台灣人心中,或許頻繁的地震就像「黃鼠狼拜年」令人畏懼。郭鎧紋博士是中央氣象局地震測報中心主任,從台大地質系求學到多年的地震研究工作,經驗豐富的他由淺入深地介紹地震原理和近代趨勢,也探討多年觀察下來的有趣問題。

地震與原子彈釋放能量比一比

常常聽到地震幾級、規模多少,到底代表什麼意思?其實幾「級」指的是地震強度,各地隨著距離震源遠近不一,感受到的強度也不一樣,因此同一個地震在不同地方會有不一樣的強度。但是規模指的是這個地震本身所釋放的能量大小,因此同一個地震的規模不會因地而異。

地震規模有不同的算法,因此有的時候會看到同一個地震有不同的規模紀錄。比較常見的是「震矩規模」和「芮氏規模」,前者是依照地震的破裂面大小來計算,後者是從最大振幅的測量來計算。

從地震釋放能量的觀點來看,芮氏規模6.2的地震所釋放的能量相當於1顆原子彈,芮氏規模8.2的地震就相當於1,024顆原子彈,規模每增加0.2,能量就會增加為2倍。

全球地震趨勢

隨著監測技術進步,1900年以後芮氏規模7.0以上的地震都不會遺漏,因此根據近一百多年來的紀錄,發現每年全球大約有17個規模7以上的地震。

全球規模8以上平均每年有1個,有時候某一年沒有芮氏規模8.0以上的地震,有時候1年卻來了兩個以上。如果統計每年全球所有的地震釋放的能量總和,平均大約等於1個芮氏規模8.3的地震。

1965年以後的近40年,全球的大地震比較少,進入平緩時期,直到2004南亞大海嘯造成28萬人死亡,舉世震驚。加上當時正是歐洲國家的聖誕假期,許多歐洲人到南亞度假,北歐國家在南亞大海嘯當中喪生的國民平均有4000人。

在南亞大海嘯之前,研究海嘯的專家少之又少,因為近幾十年來國際上嚴重的海嘯事件不多,直到南亞大海嘯之後才有新的研究趨勢。

迷思一:台灣的地震都在下班時發生?

有一天我晚上值班的時候,龜山島連續發生5個地震,後來我們注意到1件事情,台灣地過去20年來規模6以上的地震共有19個發生在正常上班時間,61個發生在半夜或假日,在下班時間發生重大地震的機率竟是上班時間的3.5倍,怎麼會這樣?

但讓我們再想想,周休二日和國定假日約佔1年的1/3,上班日只有2/3,一天上班的時間算八小時要再乘上1/3,這樣平均每年只有2/9的時間在上班,下班時間是7/9,兩者相除竟然真的是3.5!可見這傳言只是庸人自擾。

迷思二:鄰國發生地震 代表台灣接著也會發生地震?


一般民眾可能認為日本發生強震之後,台灣很可能也受到影響而發生大地震,這是真的嗎?日本東部的地震,起因侷限於北美板塊與歐亞大陸板塊的作用,與台灣距離兩千五百公里,就算在相近的時間點發生地震,也只是巧合。

環太平洋火山地震帶是地球上地震發生最頻繁的區域,台灣的地震與菲律賓海板塊和歐亞大陸板塊有關,和太平洋板塊並沒有直接關係。世界上最深的馬里亞納海溝深度達10,911公尺,將菲律賓海板塊與太平洋板塊隔開來,日本地震一般是由太平洋板塊碰撞其他板塊造成,因此台灣與日本地震較無連動效果。

而中國大陸時常發生地震的西南一帶,為印澳板塊與歐亞大陸板塊交界處,雖然汶川地震的斷層破裂面長達三百多公里,但是距離台灣仍有幾千公里的距離,因此並不會影響台灣發生地震。

如果擔心地震災害的連動影響,我們可以先去了解這些事件背後的原理。平時就做好防震準備,並且理性面對天災,才能避免聽信謠言,造成非必要的恐慌。

(本文原發表於行政院國家科學委員會-科技大觀園「科技新知」。歡迎大家到科技大觀園的網站看更多精彩又紮實的科學資訊,也有臉書喔!)

陳 慈忻
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在丹麥的博士生,專長是用機器學習探索人類生活空間,正在研究都市環境變遷與人類健康的關係。曾擔任防災科普小組編輯、社會創新電子報主編。