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2050年 全球沿海城市將因洪患損失上兆

李柏昱
・2013/10/18 ・1810字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 548 ・八年級
球沿海城市在2050年將因為社會經濟發展與氣候變遷等因素,面臨比今日高9倍的洪患威脅。圖為紐奧良卡翠娜災後市中心空照圖,紐奧良在2005年的風險排名中名列第四。(圖片來源:Wikimedia Commons 作者:UserWikid77)
球沿海城市在2050年將因為社會經濟發展與氣候變遷等因素,面臨比今日高9倍的洪患威脅。圖為紐奧良卡翠娜災後市中心空照圖,紐奧良在2005年的風險排名中名列第四。(圖片來源:Wikimedia Commons 作者:UserWikid77)

《自然氣候變遷》(Nature Climate Change)在8月刊登了〈未來主要沿海城市洪患損失〉(Future Flood Losses in Major Coastal Cities)報告,是經濟合作暨發展組織(OECD)正在進行的政策研討計畫的一部分,其目標在於如何落實政策以應對氣候變遷與經濟發展所帶來的洪患威脅。這份報告根據現今與未來暴露於洪水威脅之下的人口與財產進行全球港埠城市面臨洪患威脅的排名。

在報告中計算了全球136個大型沿岸城市在現有的防洪設施下,現今與未來的洪水損失。2005年全球的平均損失為60億美元(1800億台幣),然而到了2050年,由於各國未來的社會與經濟成長,將有更多的人口與產業活動往沿海大城市集中,洪患損失估計將飆升到520億美元(1兆5000億台幣),然而這個估計值甚至尚未納入氣候變遷的影響。

根據洪患損失總量的風險排行榜中,無論已開發或開發中國家的城市都榜上有名。名列前茅的城市分別為:廣州、邁阿密、紐約、紐奧良、孟買、名古屋、坦帕、波士頓、深圳、大阪、神戶以及溫哥華。中國與美國的沿海城市都面臨高度洪患威脅,因為這兩個國家許多沿岸城市匯集大量人口與資產,但同時防洪標準卻低得可憐,導致排行前四名的城市在2005年便占了全球洪患損失中的43%。

上述的損失總量是衡量風險的一種方法。另一種則是衡量每年洪水帶來的損失佔該城市總資產的比重,這便與各地區的脆弱度相關。若採用第二種方式,城市洪患風險排名大風吹,現在中國廣州、厄瓜多的瓜亞基爾(Guayaquil)、越南胡志明市、象牙海岸的阿必尚(Abidjan)成為風險最高的城市。

為了衡量氣候變遷與海平面上升造成的影響,研究報告推估2050年全球海平面會因為冰層融化而上升0.2〜0.4公尺。此外,報告指出136個沿海城市中有高達四分之一位於河口三角洲,面臨因為超抽地下水而加劇的地層下陷問題以及地區性的海水面變化。

這份報告的重要意義在於,現今的防洪標準總是依過去的狀況所設計,並未考慮氣候變遷的影響,即便未來海平面只有微幅上升,由於防洪設施缺乏對新情勢的防禦能力,將導致洪患損失飛漲。在氣候變遷的影響下,若是持續毫無作為,每年全球的洪災損失將增加到1兆美元(30兆台幣)或更多。因此,全球主要的沿岸城市不得不正視這個威脅。而此研究報告也指出,從現在起,這136個主要沿岸城市,每年總計需要耗資500億美元(1兆5000億台幣)來提高城市的防洪標準或是治理洪水,才能應付未來的威脅。

「這項研究顯示,包含海平面上升在內等諸多因素影響,全球沿海城市所面臨的洪水風險正在上升。」研究報告作者之一,英國南安普敦大學的羅伯特‧尼可斯(Robert Nicholls)說,「因此現在急需開始著手規劃如何因應洪水威脅。」

但是即便有較好的防禦措施,洪水還是有可能發生,而且一旦發生洪水,損失的規模將大幅增加。報告的主要作者,世界銀行的史蒂芬‧哈勒加特(Stephane Hallegatte)博士指出,「任何剛性的防洪設施都有其限制,一旦防洪設施失靈,或面臨極端事件超出設計的防洪標準,城市的人口和財產仍然會受到損害。」為了協助城市應付災害,政策制定者應考慮早期預警系統、疏散計畫、更具彈性的基礎建設以及財政補助來重建城市經濟。

研究報告同時指出,今日還排不上危險排名的地區,未來仍有可能面臨遽增的洪水威脅,尤其這些地區的民眾與政府對洪水往往缺乏警覺。報告估計到2050年洪患威脅提升最多的5個城市為:埃及的亞歷山大卓、哥倫比亞的巴蘭基亞(Barranquilla)、義大利的那不勒斯、日本的札幌,以及多明尼加的聖多明哥。(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!

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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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你聞過下雨的味道嗎?讓我們一同探究它是怎麼產生的吧!

椀濘_96
・2022/05/04 ・3083字 ・閱讀時間約 6 分鐘

夏日雨季來臨,下雨前及正在下雨時,總能聞到一股特殊的氣味,濕濕的又有點清新,但大多時候卻不太喜歡,聞起來反而像霉味,甚至臭臭的,而我們總說那是「雨味」。

你是否也曾好奇過,這個形容不出、抽象的「下雨的味道」,究竟是怎麼產生的呢?

夏日雨季來臨總能聞到一股特殊的氣味,我們總說那是「雨味」。圖/Pixabay

最美的的英文單字 —— Petrichor 的由來

在經過漫長的乾旱季後,雨水落在乾燥土壤上時,混雜新鮮泥土與青草的氣味,這股聞起來令人愉悅舒爽的初雨清香,就叫 —— Petrichor。

撇除這樣優美浪漫的文學意涵,Petrichor 本身是個術語,專指下雨的氣味。

Petrichor 一詞首次出現在 1964 年的《自然》(Nature)期刊中,由兩位澳洲的 CSIRO(聯邦科學與工業研究組織)研究人員 Isabel Joy Bear 和 Richard G. Thomas 所創造。

該單字是由兩個希臘字「petra」以及「ichor」所組成;其中 petra 為岩石、石頭,而 ichor 則為希臘神話中神的血液。(聽起來就超厲害的!)

「岩石的血液」實際上是被大地吸收的植物油脂

而在該篇論文中,Bear 與 Thomas 揭露了令世人好奇許久「雨味」的來歷。顧名思義,Petrichor 一詞表明了此氣味來自於岩石內的液體,源自於兩人在實驗中證實,這個味道就是植物在乾旱期間分泌出的油,隨後這些油則被泥土、岩石吸收了。在乾旱時,油脂與泥土、岩石表面的其他化學物質相互發生作用,等到雨季來臨時,多種組合物的氣味被釋放出來。

只要是泥土、岩石、石頭等,這些地面上物質的縫隙都有機會吸收植物所分泌的油,在下雨時也就有可能散發出此味道。中文則將 Petrichor 譯為「潮土油」。

然而礙於當時技術尚未發展成熟,兩人尚未分解出該植物油脂的組成成分。

只要是泥土、岩石、石頭等,這些地面上物質的縫隙都有機會吸收植物所分泌的油,在下雨時也就有可能散發出此味道。圖/Pixabay

隔年(1965 年)Bear 與 Thomas 在《自然》上發表了另一篇關於 Petrichor 與植物生長的論文。

在長期處於乾旱或沙漠條件的地區迎來降雨時,植物種子萌發的反應會較迅速。因此兩人以此觀點帶入假設:該氣候條件普遍有利於 Petrichor 的累積,並從黏土(有黏性的泥土,內含多種礦物與金屬元素)和其他矽酸鹽礦物中釋放,兩者作為土壤的成分,似乎有可能伴隨著 Petrichor 內的一些物質,其可能對種子萌芽產生有利的影響。

然而,根據兩人實驗觀察,發現並非如此。

根據實驗結果所示,從礦物中提煉出的 Petrichor 顯著延遲了水芹、芥菜等種子的發芽和生長。此外,發現播種在濕潤後、原先為暴露在溫暖乾燥大氣條件下之材料的種子,與播種在未暴露或使用前已先經蒸氣蒸餾和烘乾之材料上的種子相比,發芽需要更長的時間、生長的速度更慢。

雨的味道其實細菌也有出一份力

在 Petrichor 一詞還未出現時,當時人們把下雨的味道形容為「泥質的氣味」( argillaceous odour) ,以表達下雨時所散發出的味道是來自土壤。

泥土中除了植物分泌的油外,還有細菌,也為「雨味」做了貢獻。

在土壤中的放線菌(Actinomyces)和鏈黴菌(Streptomyces),他們的代謝副產物——二甲基-9-烷醇(Dimethyl-9-decalol),該化學物質存在於孢子表層,並帶有泥土氣味,稱為土霉味(geosmin)或土臭素。那麼我們又是怎麼聞到土霉味的呢?

放線菌在長時間的乾旱時,代謝活動的速度會較慢;而在乾燥的環境下,細菌則製造孢子以利生存。當下雨前空氣轉為潮濕,泥土也變得濕潤,這能讓放線菌的代謝活動加速,因此也產生更多土霉味;等到下雨的時候,孢子因雨滴彈到空氣中,潮濕的空氣攜帶孢子飄散,便使我們聞到了土霉味。

孢子落在潮濕的土中則會變成菌絲的形態,土壤乾燥後又形成孢子,下雨時又再一次發生上述的過程,如此循環。

2010 年,麻省理工學院(Massachusetts Institute of Technology , MIT)研究雨滴對土壤的影響時,也進一步分析出了 Petrichor 的產生機制 。實驗觀察後發現,當雨水落在土壤時會釋放被困在液體中的氣體——氣溶膠(aerosols)粒子,而這些粒子會與前面提及泥土中的放線菌等細菌、植物分泌的油相互作用,在雨滴衝擊下,進而迸發出我們所聞到的下雨的味道。

閃電分解氧氣形成臭氧也是其中一個味道來源

還有臭氧,也是影響下雨時空氣氣味的因素之一。

閃電的高能量會將大氣中氧氣(O2)分解成獨立的氧原子(O),其中一些重組為一氧化氮,接著又與其他大氣中的化學物質發生反應,有時會產生由三個氧原子組成的分子——臭氧(O3)。因雷暴[1]的下沉氣流將臭氧從高處帶到接近地面的高度,使我們能聞到淡淡的、像是漂白水的臭氧氣味(也有人形容像青草味),預告著大雨來襲。

除此之外,弱酸性雨水和地面物質發生反應、雨後植物揮發的精油等,與雨滴、空氣相互作用後,都是產生氣味的來源。

閃電也是影響下雨時空氣氣味的因素之一。圖/Pexels

雨的味道可能暗示著某些訊息嗎?

這些被天氣攪動所產生的氣味,都可能傳遞著某些訊息。

有微生物學家認為,土霉味可能可以幫助駱駝找到通往沙漠綠洲的路,而駱駝則作為放線菌孢子的載體,幫助其散播。

至於人類,昆士蘭大學的人類學家對澳洲西部沙漠中原住民的文化做了調查研究。在當地,夏季之前來的第一場雨相當重要,濕潤的空氣混合了潮濕的樹葉油脂、尤加利樹、動物糞便和灰塵的氣味,而雨水能為袋鼠、鴯鶓[2]等動物解渴,沙漠也增添了幾分綠意。對他們而言,雨的氣味與綠意、生機有關,被認為是保護和清潔,也將世人與祖先聯繫著;學者將此稱之為「文化聯覺」(cultural synesthesia)。

在心理學上對於人類對下雨味道的喜好也做了解釋。心理學家觀察到,儘管人類似乎對這些氣味沒有天生的反應,但我們確實會將之與自身的經歷聯繫起來。大雨可能帶來了潮濕、發霉的回憶,便不太喜愛雨味;對另一部份的人而言是淨化和提神的,從炎熱的天氣中解脫,大地也因雨水洗滌而有了生機、煥然一新。

在心理學上對於人類對下雨味道的喜好也做了解釋。圖/Pexels

下雨時的味道不單單只由一個事件構成,它很複雜、很多元,每個單獨氣味的背後都有著一套機制,說起來,不單單只有生物學,還搭配著物理學、化學、心理學等,在多方交織下而有了豐富的解釋和體驗。

待下次下雨時,你就可以和身旁的人問起:「你知道下雨的時候為什麼會有味道嗎?」

註解

註 1:雷暴指一種產生閃電及雷聲的天氣現象,通常伴隨著滂沱大雨。
註 2:鴯鶓(Dromaius novaehollandiae),別名為澳洲鴕鳥;是現存世上第二大的鳥類。僅分布於澳洲,為國徽上的動物之一。from wikipedia

參考資料

  1. 潮味、土味、青草味 有沒有聞到下雨的味道?——科學月刊
  2. Nature of Argillaceous Odour
  3. Petrichor and Plant Growth
  4. Aerosol generation by raindrop impact on soil
  5. Why you can smell rain
  6. Storm Scents: It’s True, You Can Smell Oncoming Summer Rain
  7. Why Does Rain Smell Good?
  8. 為什麼下過雨之後,地上會有個怪味?

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椀濘_96
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喜歡探索浪漫的事物; 比如宇宙、生命、文字, 還有你。(嘿嘿 _ 每天都過著甜甜的小日子♡(*’ー’*)