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姬十三:「開放吧!科學」

Peggy Lo
・2013/04/10 ・2548字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 539 ・八年級

文 / 羅佩琪

「我在微博上有六十萬的粉絲,即使我半夜起來上廁所發一條『有人還醒著嗎』的訊息,都可能收到上百人的回覆。」

「對一個宅男來說,這非常溫暖;但,對科學傳播來說,卻讓情況變得非常複雜而微妙。」

第一位上場的,是中國最大的科學寫作組織科學松鼠會、最活躍的線上知識社群果殼網的創辦人姬十三,以自己來台前再三詢問主辦方各種問題為例:「這次演講的觀眾組成為何?台北年輕人會想聽什麼?如果我講了三十分鐘都沒有人鼓掌怎麼辦?〈高明的用這句話在開場三十秒內就要到全場的掌聲〉」,點出「了解受眾」對於科普傳播的重要性。但是,當受眾從實體活動的幾百人,變成互聯網上的幾十萬粉絲,無法了解受眾是誰就成為科普傳播在互聯網、新媒體上的困難點。

受眾人數的無遠弗屆,也造成社交媒體上任何一句話都可能在單一截取後被大量轉發傳播。從2011年9月南方周末「狂犬疫苗使用不當」的報導在微博上被曲解為 「不應該使用狂犬疫苗」事件可以看出,斷章取義對命題複雜、講求嚴謹的科學來說,是非常致命的;也因此,在互聯網上傳播者必須非常謹慎、把握好說話的尺 度。

互聯網、新媒體上的科學傳播現象

當互聯網提供了海量的選擇,藉由「訂閱」、「加入粉絲」等動作,我們似乎沒有必要、也可以只關注那些我們有興趣的資訊來源,形成「選擇性暴露」;而心理學上的實驗則說明,面對一則傳播知識和事實的訊息,已有相反觀念的人非但不會被說服,反而會更加相信自己原有的觀點,是為「逆火效應」。

上述二者在互聯網上造成了「觀點的極化」,當我們用科學的事實和論點去說服別人,實際上產生的效果會是:原來相信你的人會更加相信你;原來反對你的人則更反對你、把你拉黑〈註:列入黑名單、屏蔽某人言論之意〉;原本中立的人會開始形成自己的想法……最後結果可能還是跟原來差不多。另一個現象則是「娛樂化」,在社交媒體上傳播的信息越來越碎片化,人們無法長時間集中注意力在長篇大論上,越來越喜歡較膚淺、短淺的內容;而科學,要消耗大量的腦力,我們怎麼能指望大家在互聯網上關注呢?

在如此悲觀的背景下,許多單純的科學家選擇了「莫談科學」,變成縮頭科學家,或直接遠離社交媒體,不做碎片化傳播以避免出現各種錯誤。

但,可怕的是,我們的敵人都在新媒體上

目前的謠言、流言製造者,都非常擅於利用新媒體。前陣子有則微博,發現用水質電解器電解自來水後出現了大量紅褐色的物質,而純淨水電解後變化不明顯,這則訊息被當成「自來水水質差」的證據被大量傳播,造成民眾的恐慌,也讓該儀器大賣;但實際上,這僅是因自來水導電性較純淨水更好、更容易電解,紅褐色的沉澱是電解過程儀器本身產生的氧化物,並不是水中的成分。

相較於科學解釋需耗費這麼大的勁跟篇幅,謠言傳播者只需要用三個詞:「檢測水質、變紅、有內幕!!」,就可以讓謠言像被擦了的阿拉丁神燈一樣,快速的被瘋狂轉發。而類似的故事每天都在社交媒體上大量發生。

雖然很難,但我們決定正面面對敵人:謠言粉碎機

2010年起,果殼網開啟了「謠言粉碎機」頻道,針對互聯網上的流言進行闢謠,由謠言粉碎娘〈註:此頻道編輯的暱稱,恰好都是女性〉選擇當下網路最著名的謠言,用科學來破解,如三一一地震時的「囤積食鹽,有必要嗎」等闢謠文章。兩年來謠言粉碎機已累積四百多篇文章、四十三萬的微博粉絲,微博轉發量多在三位數以上。隨著影響力的提升,謠言粉碎機出了兩本書,而當涉及科學知識的新聞發生時,許多媒體及網友也會先關注這裡的發布。

但闢謠仍然是件困難的事情,謠言的語言粗暴,網民「寧可信其有」的態度造成其更易傳播。另一方面,流言傳播方及粉碎方的運行規則不同,越跟偽科學講科學,他們越堅信自己的觀點、覺得你是欲蓋彌彰;造成雙方互不相讓,越來越頑固不化。在這樣的困境下,果殼網仍繼續堅持做謠言的粉碎,並歸納了「細分受眾、借助熱點、利用情感及娛樂」等強化傳播的方法:解釋2012年歐洲足球盃錦標賽巴神背後三條膠帶的肌內效貼布文章在比賽半小時後發佈、以及引發讀者害怕心理的馴養獼猴文章,都是運用這些方法而獲得良好傳播效果的實例。

但強化流行性、使用靈活變通的傳播方法時,科學的嚴謹性仍是必須注意的,例如邀請許多明星進行號召的Earth Hour地球關燈一小時活動,每年仍有大量的錯誤觀點〈如關燈時點更耗能的蠟燭〉被傳播。姬十三強調,受眾不是一張白紙,社會當中的每一個個體,都有自己 獨特的認知、成長經歷、價值取向,來篩選解讀媒體中的各種訊息。正因如此,科學傳播者的工作,才顯得艱鉅,甚至悲壯。

無論如何,在新媒體時代,科學傳播的技巧重要性已是不言可喻,在探究「想傳播什麼、應傳播給誰、如何有效傳播」的同時,保持過程中的不失真,是科學傳播者應 努力學習的。最後,姬十三也期望,透過本次演講連起台灣跟北京的年輕人,畢竟:「在科學傳播這麼複雜的大工程面前,我們必須要連起手來,才可能有一些勝算」。

「開放吧!科學」已於2013年3/30舉辦,PanSci將陸續把活動精華整理發佈,也期盼能夠在線上延續討論。

本次活動由下列單位支持舉辦

主辦單位:國立臺灣科學教育館台灣數位文化協會PanSci 泛科學
協辦單位:果殼網
網路直播/網站贊助:通泰媒體應用有限公司
恆星級贊助單位:積木文化cacaFly 聖洋科技
海洋級贊助單位:BBC知識Knowledge石尚集團遠見.天下文化教育基金會科學再發現PunApp
森林級贊助單位:貓頭鷹出版社經濟新潮社探索頻道雜誌漫遊者文化商周出版WIRED.tw時報出版RegistranoReadmoo電子書店國航科技視群傳播小牛頓

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Peggy Lo
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非典型的人生迷茫組,對資訊整理有詭異的渴望與執著。


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解析「福衛七號」的觀測原理——它發射升空後,如何讓天氣預報更準確?

科技大觀園_96
・2021/10/25 ・2915字 ・閱讀時間約 6 分鐘

2019 年 6 月 25 日,福爾摩沙衛星七號(簡稱福衛七號)在國人的引頸期盼下升空。一年多來(編按:以原文文章發佈時間計算),儘管衛星還沒有全部轉換到預定的軌道,但已經回傳許多資料,這些資料對於天氣預報的精進,帶來很大的助益。中央大學大氣系特聘教授黃清勇及團隊成員楊舒芝教授、陳舒雅博士最近的研究主題,就是福衛七號傳回的資料,對天氣預報能有哪些改善。

掩星觀測的原理

要介紹福衛七號帶來的貢獻,得先從它的上一代──福衛三號說起。福衛三號包含了 6 顆氣象衛星,軌道高度 700~800 公里,以 72 度的傾角繞著地球運轉(繞行軌道與赤道夾角為 72 度)。這些衛星提供氣象資訊的方式,是接收更高軌道(約 20,200 公里)的 GPS 衛星所放出的電波,這些電波在行進到氣象衛星的路程中,會從太空進入大氣,並產生偏折,再由氣象衛星接收。換句話說,氣象衛星接收到的電波並不是走直線傳遞來的,而是因為大氣的折射,產生了偏折,藉由偏折角可推得大氣資訊。

▲低軌道衛星(如福衛三號)持續接收 GPS 衛星訊號,直到接收不到為止,整個過程會轉換成一次掩星事件,讓科學家取得大氣溫濕度垂直分佈。圖/黃清勇教授提供

氣象衛星會一邊移動,一邊持續接收電波,直到接收不到為止,在這段過程中,電波穿過的大氣從最高層、較稀薄的大氣,逐漸變為最底層、最接近地面的大氣,科學家能將這段過程中每一層大氣所造成的偏折角,通過計算回推出折射率,而折射率又和大氣溫度、水氣、壓力有關  ,因此可再藉由每個高度的大氣折射率,得出溫濕度垂直分布,這種觀測方式稱為「掩星觀測」。掩星觀測所得到的資料,可以納入數值預報模式,進一步做各種預報分析。 

資料同化──觀測與模式的最佳結合

在將掩星觀測資料納入數值預報模式時,必須先經過「資料同化」的過程。數值預報模式內含動力方程式,可以模擬任何一個位置的氣塊的運動,但是因為大氣環境非常複雜,模擬時不可能納入全部的動力條件,因此模擬結果不一定正確。而另一方面,掩星觀測資料提供的是真實觀測資訊,楊舒芝形容:「觀測就像拿著照相機拍照,不管什麼動力方程式,拍到什麼就是什麼。」但是,觀測的分布是不均勻的—唯有觀測過的位置,我們才會有觀測資料。

所以,我們一手擁有分布不均勻但很真實的觀測資料,另一手擁有很全面但可能不太正確的模式模擬。資料同化就是結合這兩者,找到一個最具代表性的大氣初始分析場,再以這個分析場為起點,去做後續的預報。資料同化正是楊舒芝和陳舒雅的重點工作之一。 

中央大學分別模擬 2010 年梅姬颱風和 2013 年海燕颱風的路徑,發現加入福三掩星觀測資料之後,可以降低颱風模擬路徑的誤差。圖/黃清勇教授提供

由於掩星觀測取得的資料與大氣的溫度、濕度、壓力有密切關係,因此在預報颱風、梅雨或豪大雨等與水氣量息息相關的天氣時,帶來重要的幫助。黃清勇的團隊針對福衛三號的掩星觀測資料對天氣預報的影響,做了許多模擬與研究,發現在預測颱風或氣旋生成、預報颱風路徑,以及豪大雨的降雨區域及雨量等,納入福衛三號的掩星觀測資料,都能有效提升預報的準確度。

黃清勇進一步說明,由於颱風都是在海面上生成的,而掩星觀測技術仰賴的是繞著地球運行的衛星來收集資料,相較於一般位於陸地上的觀測站,更能夠取得海上大氣資料,因此對於預測颱風的生成有很好的幫助。另一方面,這些資料也能幫助科學家掌握大氣環境,例如對於太平洋高壓的範圍抓得很準確,那麼對颱風路徑的預測自然也會更準。根據團隊的研究,加入福衛三號的掩星觀測資料,平均能將 72 小時颱風路徑預報的誤差減少約 12 公里,相當於改進了 5%。

豪大雨的預測則不只溫濕度等資訊,還需要風場資訊的協助,楊舒芝以 2008 年 6 月 16 日臺灣南部降下豪大雨的事件做為舉例,一般來說豪大雨都發生在山區,但這次的豪大雨卻集中在海岸邊,而且持續時間很久。為了找出合理的預測模式,楊舒芝探討了如何利用掩星觀測資料來修正風場。 

從 2008 年 6 月 16 日的個案發現,掩星資料有助於研究團隊掌握西南氣流的水氣分佈。上圖 CNTL 是未使用掩星資料的控制組,而 REF 和 BANGLE 皆有加入掩星資料(同化算子不一樣),有掩星資料可明顯改善模擬,更接近觀測值(Observation)。圖/黃清勇教授提供

福衛七號接棒觀測

隨著福衛三號的退休,福衛七號傳承了氣象觀測的重責大任。福衛七號也包含了 6 顆氣象衛星,不過它和福衛三號有些不同之處。

福衛三號是以高達 72 度的傾角繞著地球運轉,取得的資料點分布比較均勻,高緯度地區會比低緯度地區密集一些。相較之下,福衛七號的傾角只有 24 度,它所觀測的點集中在南北緯 50 度之間,對臺灣所在的副熱帶及熱帶地區來說,密集度更高;加上福衛七號收集的電波來源除了美國的 GPS 衛星,還增加了俄國的 GLONASS 衛星,這些因素使得在低緯度地區,福衛七號所提供的掩星觀測資料將比福衛三號多出約四倍,每天可達 4,000 筆。

福衛三號與福衛七號比較表。圖/fatcat 11 繪

另一方面,福衛七號的軟硬體比起福衛三號更加先進,可以獲得更低層的大氣資料,而因為水氣主要都集中在低層,所以福衛七號對水氣掌握會比福衛三號更具優勢。

從福衛三號到福衛七號,其實模式也在逐漸演進。早期的模式都是納入「折射率」進行同化,而折射率又是從掩星觀測資料測得的偏折角計算出來的。「偏折角」是衛星在做觀測時,最直接觀測到的數據,相較之下,折射率是計算出來的,就像加工過的產品,一定有誤差。因此,近來各國學者在做數值模擬時,愈來愈多都是直接納入偏折角,而不採用折射率。黃清勇解釋:「直接納入偏折角會增加模式計算的複雜度,也會增加運算所需的時間,而預報又是得追著時間跑的工作,因此早期才會以折射率為主。」不過現在由於電腦的運算能力與模式都已經有了進步,因此偏折角逐漸成為主流的選擇。 

由左至右依序為,楊舒芝教授、黃清勇特聘教授、陳舒雅助理研究員。圖/簡克志攝

福衛七號其實還沒有全部轉換到預定的軌道,不過這一年多來的掩星觀測資料,已經讓中央氣象局對熱帶地區的天氣預報,準確度提升了 4~10%;陳舒雅也以今年 8 月的哈格比颱風為案例,成功地利用福衛七號的掩星觀測資料,模擬出哈格比颱風的生成。

除了福衛七號,還有一顆稱為「獵風者」的實驗型衛星,預計 2022 年將會升空。獵風者的任務是接收從地表反射的 GPS 衛星電波,然後推估風速。可以想見,一旦有了獵風者的加入,我們對大氣環境的掌握度勢必更好,對於颱風等天氣現象的預報也能更加準確。就讓我們一起期待吧!

科技大觀園_96
156 篇文章 ・ 375 位粉絲
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。
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