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災害預測新技術 (五):風神駕到 難以捉摸龍捲風暴

李柏昱
・2013/03/17 ・1590字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 539 ・八年級

龍捲風:難以捉摸的魅影說到龍捲風,不難想到綠野仙蹤的故事裡,主角桃樂絲便是被龍捲風吹到了遙遠的奧茲國,展開一段奇幻旅程;在中國,也有文字學家猜測「龍」這個字便是古人驚訝於龍捲風強大的威力,而按照龍捲風的形象所創造,並進而成為中國人心目中的神獸。而在台灣,雖然頻率不高,但是每年偶爾仍會見到龍捲風出現的消息,為了更了解這種極具破壞力且神出鬼沒的災害魅影,我們邀請到台灣大學大氣系周仲島教授,為我們介紹龍捲風的成因以及目前用來「捕捉」龍捲風的重要儀器─都卜勒雷達。

龍捲風來了!

龍捲風是人類所知最具破壞力的自然風暴,其中心的氣壓極低,甚至比颱風還低,因此產生極強烈的氣旋式渦旋。龍捲風的氣流迅速繞著近似垂直的軸心旋轉,風速可達每秒50至110公尺(每小時180公里至396公里)。

龍捲風的規模一般只有150公尺寬,寬度達一公里者已經可以稱為龍捲風的「巨無霸」,由於它的範圍極窄,故其破壞路徑往往侷限於一條狹長地帶,同時亦造成在監測上難以直接觀測到龍捲風的發生。

基本上,只要符合特定氣象條件,世界各地皆有可能出現龍捲風。根據統計,台灣平均一年龍捲風會出現2次左右。龍捲風在台灣出沒地點北至台北新店,南至屏東,甚至外島如澎湖、基隆嶼等地都有過龍捲風的紀錄。

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為什麼會有龍捲風?

龍捲風是大氣環境不穩定下的產物,通常出現在冷暖空氣交會的地方,此時由於暖空氣較輕,冷空氣較重,兩者之間容易產生垂直方向的大氣運動,並進一步發展出高聳的對流雲系。

高聳的對流雲系便是不穩定大氣最具體的現象,或稱為深對流系統(deep convective cloud),這些直入雲霄的積雲便是龍捲風形成的母雲。以台灣而言,以颮線(squall lines)、颱風與西南氣流為發生龍捲風之大宗。

另外一個形成龍捲風的條件是強烈的垂直風切,也就是上下層大氣的風在風向或風速上有很大的變化。這種情況下容易產生旋轉,並將原先水平方向運動的渦管扭轉成垂直,也就是我們所看到的龍捲風。

最適合龍捲風的地形是一望無際的平原,山地會破壞大氣的旋轉運動,故山區不易見到龍捲風。在台灣,屏東平原過去便因為地形因素,最常發生龍捲風,而有「龍捲窩」的稱號。

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觀測利器:都卜勒雷達

目前用來觀測龍捲風的主要儀器是都卜勒雷達。在了解都卜勒雷達之前,必須先了解甚麼是「都卜勒效應」。

都卜勒效應指當波源和觀察者有相對運動時,觀察者接受到波的頻率與波源發出的頻率並不相同,當觀察者與波源互相靠近,波的頻率會變高、波長變短;若是互相遠離,波的頻率會變低、波長變長。

以火車鳴笛為例,遠方急駛而來的火車鳴笛聲變得尖細,而遠去的火車鳴笛聲變得低沉,就是都卜勒效應的現象。

都卜勒雷達即是利用這個效應,發射電磁波,利用空氣中粒子(如:水滴)反射的電磁波波長變化,觀測大氣中快速運動的粒子相對於雷達站的移動方向,並依據回波強度推測雲層含水量多寡,進而預估降雨量。

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目前都卜勒雷達對於對流系統如颱風、梅雨能提供良好的觀測成果,並能推估對流雲系的降雨量與移動方向。然而,龍捲風寬度僅數百公尺,都卜勒雷達的解析度尚不足以直接「看到」龍捲風,僅能告知何處有機會發生龍捲風,例如鉤狀回波(hook echo)便代表龍捲風有機會產生。

都卜勒雷達另一個缺點是僅能觀測大氣粒子相對於雷達站的移動方向,對於其他方向的移動無能為力,故須仰賴多個雷達站共同觀測,才能建構出完整的對流雲系觀測。

目前台灣的中央氣象局已經在花蓮、墾丁、台南七股、瑞芳五分山建置都卜勒雷達,同時空軍亦在桃園機場、清泉崗機場、澎湖機場與綠島機場設有較小規模的都卜勒雷達,兩者之間已經進行資料整合,能更全面的觀測台灣各地的強對流系統。

龍捲風是大自然中最為暴烈的現象之一,擁有強大的破壞力,其影響範圍小、歷時短暫的特性往往讓人措手不及。所幸台灣並非龍捲風好發地區,但每年都會有龍捲風伴隨著梅雨鋒面、颱風而來,故亦不能掉以輕心。

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延伸閱讀:
劉復誠,1983。認識龍捲風。科學月刊 161。http://210.60.224.4/ct/content/1983/00050161/0011.htm

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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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停工即停薪:如何證明你的時間值多少?車禍背後的認知 x 情緒 x 金錢 x 法律大混戰
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2026/01/09 ・3286字 ・閱讀時間約 6 分鐘

本文與 PAMO車禍線上律師 合作,泛科學企劃執行

走在台灣的街頭,你是否發現馬路變得越來越「急躁」?滿街穿梭的外送員、分秒必爭的多元計程車,為了拚單量與獎金,每個人都在跟時間賽跑 。與此同時,拜經濟發展所賜,路上的豪車也變多了 。

這場關於速度與金錢的博弈,讓車禍不再只是一場意外,更是一場複雜的經濟算計。PAMO 車禍線上律師施尚宏律師在接受《思想實驗室 video podcast》訪談時指出,我們正處於一個交通生態的轉折點,當「把車當生財工具」的職業駕駛,撞上了「將車視為珍貴資產」的豪車車主,傳統的理賠邏輯往往會失靈 。

在「停工即停薪」(有跑才有錢,沒跑就沒收入)的零工經濟時代,如果運氣不好遇上車禍,我們該如何證明自己的時間價值?又該如何在保險無法覆蓋的灰色地帶中全身而退?

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如果運氣不好遇上車禍,我們該如何證明自己的時間價值?/ 圖片來源: Nano Banana

薪資證明的難題:零工經濟者的「隱形損失」

過去處理車禍理賠,邏輯相對單純:拿出公司的薪資單或扣繳憑單,計算這幾個月的平均薪資,就能算出因傷停工的「薪資損失」。

但在零工經濟時代,這套邏輯卡關了!施尚宏律師指出,許多外送員、自由接案者或是工地打工者,他們的收入往往是領現金,或者分散在多個不同的 App 平台中 。更麻煩的是,零工經濟的特性是「高度變動」,上個月可能拚了 7 萬,這個月休息可能只有 0 元,導致「平均收入」難以定義 。

這時候,律師的角色就不只是法條的背誦者,更像是一名「翻譯」。

施律師解釋「PAMO車禍線上律師的工作是把外送員口中零散的『跑單損失』,轉譯成法官或保險公司聽得懂的法律語言。」 這包括將不同平台(如 Uber、台灣大車隊)的流水帳整合,或是找出過往的接單紀錄來證明當事人的「勞動能力」。即使當下沒有收入(例如學生開學期間),只要能證明過往的接單能力與紀錄,在談判桌上就有籌碼要求合理的「勞動力減損賠償 」。

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PAMO車禍線上律師的工作是把外送員口中零散的『跑單損失』,轉譯成法官或保險公司聽得懂的法律語言 / 圖片來源: Nano Banana

300 萬張罰單背後的僥倖:你的直覺,正在害死你

根據警政署統計,台灣交通違規的第一名常年是「違規停車」,一年可以開出約 300 萬張罰單 。這龐大的數字背後,藏著兩個台灣駕駛人最容易誤判的「直覺陷阱」。

陷阱 A:我在紅線違停,人還在車上,沒撞到也要負責? 許多人認為:「我人就在車上,車子也沒動,甚至是熄火狀態。結果一台機車為了閃避我,自己操作不當摔倒了,這關我什麼事?」

施律師警告,這是一個致命的陷阱。「人在車上」或「車子沒動」在法律上並不是免死金牌 。法律看重的是「因果關係」。只要你的違停行為阻礙了視線或壓縮了車道,導致後方車輛必須閃避而發生事故,你就可能必須背負民事賠償責任,甚至揹上「過失傷害」的刑責 。 

數據會說話: 台灣每年約有 700 件車禍是直接因違規停車導致的 。這 300 萬張罰單背後的僥倖心態,其巨大的代價可能是人命。

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陷阱 B:變換車道沒擦撞,對方自己嚇到摔車也算我的? 另一個常年霸榜的肇事原因是「變換車道不當」 。如果你切換車道時,後方騎士因為嚇到而摔車,但你感覺車身「沒震動、沒碰撞」,能不能直接開走?

答案是:絕對不行。

施律師強調,車禍不以「碰撞」為前提 。只要你的駕駛行為與對方的事故有因果關係,你若直接離開現場,在法律上就構成了「肇事逃逸」。這是一條公訴罪,後果遠比你想像的嚴重。正確的做法永遠是:停下來報警,釐清責任,並保留行車記錄器自保 。

正確的做法永遠是:停下來報警,釐清責任,並保留行車記錄器自保 。/ 圖片來源: Nano Banana

保險不夠賠?豪車時代的「超額算計」

另一個現代駕駛的惡夢,是撞到豪車。這不僅是因為修車費貴,更因為衍生出的「代步費用」驚人。

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施律師舉例,過去撞到車,只要把車修好就沒事。但現在如果撞到一台 BMW 320,車主可能會主張修車的 8 天期間,他需要租一台同等級的 BMW 320 來代步 。以一天租金 4000 元計算,光是代步費就多了 3 萬多塊 。這時候,一般人會發現「全險」竟然不夠用。為什麼?

因為保險公司承擔的是「合理的賠償責任」,他們有內部的數據庫,只願意賠償一般行情的修車費或代步費 。但對方車主可能不這麼想,為了拿到這筆額外的錢,對方可能會採取「以刑逼民」的策略:提告過失傷害,利用刑事訴訟的壓力(背上前科的恐懼),迫使你自掏腰包補足保險公司不願賠償的差額 。

這就是為什麼在全險之外,駕駛人仍需要懂得談判策略,或考慮尋求律師協助,在保險公司與對方的漫天喊價之間,找到一個停損點 。

談判桌的最佳姿態:「溫柔而堅定」最有效?

除了有單據的財損,車禍中最難談判的往往是「精神慰撫金」。施律師直言,這在法律上沒有公式,甚至有點像「開獎」,高度依賴法官的自由心證 。

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雖然保險公司內部有一套簡單的算法(例如醫療費用的 2 到 5 倍),但到了法院,法官會考量雙方的社會地位、傷勢嚴重程度 。在缺乏標準公式的情況下,正確的「態度」能幫您起到加分效果。

施律師建議,在談判桌上最好的姿態是「溫柔而堅定」。有些人會試圖「扮窮」或「裝兇」,這通常會有反效果。特別是面對看過無數案件的保險理賠員,裝兇只會讓對方心裡想著:「進了法院我保證你一毛都拿不到,準備看你笑話」。

相反地,如果你能客氣地溝通,但手中握有完整的接單紀錄、醫療單據,清楚知道自己的底線與權益,這種「堅定」反而能讓談判對手買單,甚至在證明不足的情況下(如外送員的開學期間收入),更願意採信你的主張 。

車禍不只是一場意外,它是認知、情緒、金錢與法律邏輯的總和 。

在這個交通環境日益複雜的時代,無論你是為了生計奔波的職業駕駛,還是天天上路的通勤族,光靠保險或許已經不夠。大部分的車禍其實都是小案子,可能只是賠償 2000 元的輕微擦撞,或是責任不明的糾紛。為了這點錢,要花幾萬塊請律師打官司絕對「不划算」。但當事人往往會因為資訊落差,恐懼於「會不會被告肇逃?」、「會不會留案底?」、「賠償多少才合理?」而整夜睡不著覺 。

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PAMO看準了這個「焦慮商機」, 推出了一種顛覆傳統的解決方案——「年費 1200 元的訂閱制法律服務 」。

這就像是「法律界的 Netflix」或「汽車強制險」的概念。PAMO 的核心邏輯不是「代打」,而是「賦能」。不同於傳統律師收費高昂,PAMO 提倡的是「大腦武裝」,當車禍發生時,線上律師團提供策略,教你怎麼做筆錄、怎麼蒐證、怎麼判斷對方開價合不合理等。

施律師表示,他們的目標是讓客戶在面對不確定的風險時,背後有個軍師,能安心地睡個好覺 。平時保留好收入證明、發生事故時懂得不亂說話、與各方談判時掌握對應策略 。

平時保留好收入證明、發生事故時懂得不亂說話、與各方談判時掌握對應策略 。 / 圖片來源: Nano Banana

從違停的陷阱到訂閱制的解方,我們正處於交通與法律的轉型期。未來,挑戰將更加嚴峻。

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當 AI 與自駕車(Level 4/5)真正上路,一旦發生事故,責任主體將從「駕駛人」轉向「車廠」或「演算法系統」 。屆時,誰該負責?怎麼舉證?

但在那天來臨之前,面對馬路上的豪車、零工騎士與法律陷阱,你選擇相信運氣,還是相信策略? 先「武裝好自己的大腦」,或許才是現代駕駛人最明智的保險。

PAMO車禍線上律師官網:https://pse.is/8juv6k 

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鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
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那天下了一場「動物雨」!!
胡中行_96
・2023/03/13 ・2173字 ・閱讀時間約 4 分鐘

澳大利亞北領地的 Tanami 沙漠,有一個叫做 Lajamanu 的偏遠小鎮。2023 年 2 月 19 日晚間,突然下起驟雨。[1]直至隔天早晨,累積了 61.4 毫米的雨量。[2, 3]降雨期間,魚群也跟著從天上落下。[1]

19 世紀英國畫家 George Cruikshank 描繪俚語「raining cats and dogs」的概念。圖/參考資料 5(Public Domain)

動物雨的種類

英文俚語「raining cats and dogs」,以「降下貓狗」形容大雨滂沱[4]19 世紀的英國畫家 George Cruikshank,還拿這個比喻當題材,創作虛構作品(上圖),抱怨糟糕的天氣。[5]事實上回顧歷史,其他動物比較常由空中砸下來。早在西元前 1 世紀,羅馬博物學者老普林尼(Pliny the Elder)就曾記錄,隨著暴風雨墜落。文藝復興時期開始,更不時有版畫描繪此類事件(下圖)。除了與上述雷同的情形,也有的個案。 [6]19世紀以降的文獻,則增加了蜘蛛螞蟻蝸牛淡菜(貽貝)、寄居蟹,以及各色蠕蟲等千奇百怪的案例。[7]

16 世紀版畫:天空降「魚」。圖/參考資料 6,Figure 2(Public Domain)
17 世紀版畫:天上掉下大量的蛇(左)和鼠(右)。圖/參考資料 6,Figure 3(Public Domain)

許多動物雨的紀錄,要不是歷史悠久,死無對證;就是鄉民口述,人微言輕。信者恆信;質疑者則當是鄉野奇談,嗤之以鼻。然而,若有科學家挺身背書,那就不一樣了。1947 年 10 月 23 日,美國路易斯安那州野生動物與漁業局的生物學家 A.D. Bajkov,在該州的 Marksville,親身體驗奇妙的自然現象。他事後撰文,投稿《科學》(Science)期刊,[8, 9]興奮之情躍然紙上:

「那天早上 7、8 點之間,2 到 9 英吋(約 5 到 23 公分)的魚落在樹梢和院子裡」,使這個南方小鎮的居民困惑之餘,群情激昂。當時他和妻子正在餐廳裡享用早餐,一聽服務生說魚群從天而降,便立刻跑去蒐集。Marksville 銀行的總裁 J.M. Barham 表示,起床就發現數以百計的魚落在自家院子裏,鄰居太太家也是。7 點 45 分,1 名該銀行的員工和 2 個商人的路途,則遭魚群阻斷。[8]

「離餐廳半個街區外的銀行附近,平均每平方碼(約 0.84 平方米)就有一條魚。」有的慘遭車輛輾壓;有些則落在房子的屋頂上。「牠們屬於在地的淡水魚類…」這名生物學家如數家珍地,列舉了一堆名字。然後說他將撿來的魚,全部裝成一罐,泡福馬林,要「分送數個博物館」。[8]

水龍捲

根據美國國會圖書館的介紹,動物雨的肇因或許不只一種:許多科學家將矛頭指向,形成於陸地,並行經水域的水龍捲(waterspouts)。其最高風速為每小時 100 英里(約 161 公里),中央低壓渦漩(vortex),會像吸塵器般,吸入周圍的水、空氣,以及包含生物在內的小東西。水龍捲移動的過程中,因為逐漸失去能量,沿路容易掉東掉西,造成動物雨等現象。美國普渡大學的 Ernest Agee 教授,「曾見過小池子的水,整個被路過的龍捲風淨空」,所以覺得天上要是砸下幾隻蛙,也算頗為合理。[10]不過,如果水龍捲夾帶的,不是動物,而是石頭,就可能變成危險的石頭雨。這種情形,有時會被誤認為來自外太空的隕石雨。[6]

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上升氣流

南伊利諾大學的 Doc Horsley 教授等科學家,認為上升氣流(updrafts),也會導致動物雨:暖空氣由地表高壓處,向上升到較冷的低壓處。在暴風雨中,能超過每小時 60 英里(約 97 公里),幾乎與中等水龍捲相當,所以擄走小動物的潛力,也不遑多讓。[10]

一起掉落的物種

水龍捲和上升氣流,都是從路經之處,任意搜刮。既然被帶走的東西包羅萬象,為何同時落於一處的,卻是相近的物種?美國華盛頓大學的 William Hayden Smith 教授解釋:當風力漸減,重的東西,會比輕的先掉下來。於是,尺寸和重量雷同的個體,便一起墜落。[10]

魚還活著…

講了半天,所以那些澳洲沙漠裡的魚,後來怎麼了?當地的議員 Andrew Johnson Japanangka,告訴 ABC 新聞臺,有些魚落地後倖存。「被孩子們撿起來,保存於瓶罐裡。」同樣的事件在 1974、2004 和 2010 年,亦曾發生過,部份居民甚至記得當年的情景。總之,這在該小鎮,雖然罕見,但算是正常。[1]

  

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參考資料

  1. Allison C, Trevaskis L, Barwick A. (21 FEB 2023) ‘Fish ‘rained from the sky’, outback community says, in freak weather event’. ABC News.
  2. Lajamanu, Northern Territory – February 2023 Daily Weather Observations’. Australian Bureau of Meteorology. (Accessed on 24 FEB 2023)
  3. Notes to accompany Daily Weather Observations’. Australian Bureau of Meteorology. (Accessed on 24 FEB 2023)
  4. Cambridge University Press. ‘It’s raining cats and dogs!’ Cambridge Dictionary. (Accessed on 23 FEB 2023)
  5. George Cruikshank. ‘Very Unpleasant Weather, or, the Old Saying Verified “Raining Cats, Dogs, & Pitchforks.”!!!’. Yale Center of British Art. (Accessed on 23 FEB 2023)
  6. Franza A, Morelli M, Faggi D, et al. (2021) ‘To be or not to be, that is the question: The Marsala meteorite (Italy, 1834) and the role of the doubtful meteorites in the history of meteoritics’. Meteoritics & Planetary Science, 56(5): 922-943.
  7. Berenbaum MR. (2015) ‘Who’ll Stomp the Rain?’. American Entomologist, 61(3): 133–135.
  8. Bajkov AD. (1949) ‘Do Fish Fall from the Sky?’. Science, 109(2834): 402
  9. Dennis J. (2013) ‘6. It’s Raining Frogs and Fishes’. In: It’s Raining Frogs and Fishes: Four Seasons of Natural Phenomena and Oddities of the Sky. Diversion Books.
  10. Science Reference Section. (19 NOV 2019) ‘Can it rain frogs, fish, and other objects?’. U.S. Library of Congress.
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胡中行_96
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曾任澳洲臨床試驗研究護理師,以及臺、澳劇場工作者。 西澳大學護理碩士、國立台北藝術大學戲劇學士(主修編劇)。邀稿請洽臉書「荒誕遊牧」,謝謝。

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都都都都都~都卜勒誕辰|科學史上的今天:11/29
張瑞棋_96
・2015/11/29 ・1325字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 547 ・八年級

「喔~咿~喔~咿~」迎面而來的救護車所發出的警笛聲變細變高了,直到呼嘯而過;而離我們遠去時,音調又變得比平常還低沉。不管你還記不記得課堂上學過的「都卜勒效應」,都應該對此現象不會感到陌生。不過,當初都卜勒可不是因為在日常生活中遇到才靈光一閃的,畢竟一百多年前的生活周遭,可還沒有像汽車這樣速度快到可以察覺都卜勒效應的東西。

克里斯蒂安·都卜勒。圖片來源:wikipedia

出生於奧地利的都卜勒自小體弱多病,因此才不用承襲家族多年以來的石匠工作,得以繼續念書往教學研究發展。1842年,他發表了一篇論文探討雙星的星光顏色,主張當波源移動時,靜止的觀測者所接收到波的頻率會隨波源的運動方向而改變;朝觀測者而來時頻率會變高,遠離觀測者而去時頻率會變低。因此雙星各自在朝向或遠離地球的方向運行時,所發出的星光顏色會不一樣。

都卜勒的理論雖然是對的,但他卻犯了一個根本的錯誤:他把光波當成跟聲波一樣是縱波來計算。另外,遠離地球的恆星所發出的光譜波長的確會改變,但雙星的顏色不同與此無關,因為都卜勒效應在此處微小到可以忽略不管。但畢竟他還是史上第一位提出此理論者,因此人們還是稱之為都卜勒效應。

圖片來源: sermim@deviantart

不過,這篇論文並未引起多少注意,或許是因為當時實在看不出這個理論有啥作用,又何必費心討論驗證。直到1845年,一位荷蘭氣象學家讓一隊喇叭手在行駛的火車上吹奏固定的音調,然後讓音感超準的人分別在月台上與火車上聆聽比較,才正式證實了都卜勒的理論。至於當初他本人誤會一場的光學都卜勒效應也在1848年由法國物理學家斐索(Armand Fizeau)證實;而遠離我們而去的恆星,其光譜的譜線會移向波長較長的紅光方向,這種現象就稱為「紅移」。

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紅移讓天文學家得以計算星球的移動速度與距離,對天體有更深的了解(註)。除了天文學,都卜勒效應隨著科技的進展也有廣泛的應用,例如都卜勒雷達、氣象雷達、以及測量各種流體的速度,因此醫學上可以測量血液的流動以了解健康狀況,還可應用在軍事、地質學、海洋學等等。

都卜勒後來還是未滿50歲就病逝,生前除了這篇具有創見卻也有瑕疵的論文,再無其它重要的科學研究,但這已足矣!

註:不過哈伯發現宇宙膨脹的證據──越遠的星系有越大的紅移,可不是星系本身的移動速度造成的,而是空間擴張的結果。

於佩妮的萬聖節派對中裝扮成都卜勒效應的謝爾頓。圖片來源:CBS

本文同時收錄於《科學史上的今天:歷史的瞬間,改變世界的起點》,由究竟出版社出版。

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科學生跟著課程進度每週更新科學文章並搭配測驗。來科學生陪你一起唸科學!

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張瑞棋_96
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1987年清華大學工業工程系畢業,1992年取得美國西北大學工業工程碩士。浮沉科技業近二十載後,退休賦閒在家,當了中年大叔才開始寫作,成為泛科學專欄作者。著有《科學史上的今天》一書;個人臉書粉絲頁《科學棋談》。