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天災背後的行為科學:以女性為名的颶風為何更具殺傷力?

陳妤寧
・2014/06/25 ・2334字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 551 ・八年級

文 / 陳妤寧

[配圖] 天災背後的行為科學
統計中雖然為了避免極端值的干擾而剔除了卡崔娜颶風,但研究中提醒,這個美國史上傷亡率前五高之一的颶風,亦是以女性名字為名。(圖片來源:Wikipedia)
颶風的名字也會影響災害帶來的傷亡率?這絕不是指替颶風命名前還要先算筆劃。最近一份發表在美國國家科學院院刊的研究指出,歷史上以女性為名的颶風,較以男性為名的颶風造成更嚴重的傷亡。而背後的原因是人們潛意識認為前者較不具殺傷力,因此較為輕忽災前準備。

伊利諾大學和亞利桑那州立大學的研究人員檢視了從 1950 年到 2012 年之間九十二個颶風的傷亡率(排除了 1957 年的奧黛莉颶風(Audrey)和 2005 年的卡崔娜颶風(Katrina),避免極端值造成統計上的偏誤),結果在傷亡率和財產損失較小的颶風之中,名字的風格並沒有造成太大差別;但在 47 個最嚴重的颶風之中,以女性名字命名的每個颶風平均造成了 45 人死亡,而以男性名字命名的颶風平均造成 23 人死亡,幾乎是兩倍的差距。如果更細微地比較極端陽剛和極端陰柔的名字,之間傷亡率的落差幅度更大。

以實際訪談來測試統計假說

為了測試這個假說,研究人員建立了一系列的實驗,邀請上百位受試者根據情境敘述,想像颶風的威力、破壞程度以及自身的疏散意願。而不同受試組別之間唯一的差別,就是颶風的名字。

第一個實驗由 346 位受試者將十個颶風名字,按照自己想像的強度從 1 到 7 予以給分,越高分代表受試者認為該颶風強度越高,結果五個男名颶風平均為 4.386 分,五個女名颶風則平均為 4.186 分。

第二個實驗提供了 2108 位受試者一個即將侵襲某小鎮的颶風路徑圖,以及報導颶風動態及威力不確定性的一段文字敘述,受試者須憑直覺判斷颶風的風險和規模(同樣以 1 到 7 給分)。受試者隨機分為三組,測驗內容唯一的不同在於颶風名字的不同:颶風亞歷山大(Alexander)、颶風雅麗珊卓(Alexandra)、以及不具名颶風(控制組)。結果顯示,颶風亞歷山大得分為 4.764,颶風雅麗珊卓得分 4.069,不具名颶風則為 4.048。

第三個實驗目標在於測試疏散意願。142 位受試者同樣被提供了颶風情境圖,兩組受試者得知的颶風名稱分別為「克里斯多佛(Christopher)」和「克莉絲汀娜(Christina)」。受試者須從 1 到 7 分表示他們的疏散意願,1 分表示會立刻逃難,7 分則表示會繼續待在家裡。結果克利斯多佛平均得分 2.343,克莉絲汀娜得分則為 2.939;而從風險評估的給分來看,颶風克利斯多佛為 5.567,高於颶風克莉絲汀娜的 5.007。不過在這項測驗上,研究團隊表示,部分受試者選擇「待在家裡」的原因可能並非因為輕忽颶風威脅,而是認為待在家中較為安全。因此,在第四個實驗中,研究人員將情境敘述更改為「收到疏散警報的情況下」,結果「颶風丹尼(Danny)」的疏散意願仍較「颶風凱特(Kate)」略勝一籌(2.160:2.900)。

除此之外,研究團隊也考量了這些名字在受試者心中「受歡迎的程度」、甚至「老派的程度」可能同樣會影響他們對於颶風威力的判斷。不過即使在實驗中加入這些變因,仍然不影響受試者傾向於認定以男性命名的颶風更為強大、個人疏散意願更高的實驗結果。

伊利諾大學的行銷學教授 Sharon Shavitt,也就是這份報告的共同作者之一,認為這揭示了某種隱微的性別歧視,人們在無意識中以颶風的名字作為判斷其威力的依據。

有鑑於此,這份報告呼籲氣象界考慮重新建立颶風命名系統。「雖然使用人名來為颶風命名一直被氣象學家認為是可以加強民眾對不同颶風辨識能力的好方法,卻也在無形中造成了性別的刻板印象,同時使大眾對風險評估有所偏誤。」

外界回應:各種氣象以外的災害因素都應納入考量

美國國家颶風中心在拒絕對這份研究發表評論的同時,表示人們應更加注意颶風本身的強度規模,而非由它們的名字進行判斷。「不論一個颶風被稱為山姆(Sam)
還是莎曼珊(Samantha),颶風本身威力和帶來的致命災情必須被認真對待,民眾也應更加留心逃生警報,如此才能將傷害減到最低。」美國國家颶風中心的發言人 Dennis Feltgen 說。

美國國家颶風中心的前主任 Bill Read 對這份研究結果不為所動,主張颶風的名字並不會是影響災情的重要原因。「竭力弭平性別刻板印象固然是件重要的工作,但仍有必要了解人們對於颶風名字的認知究竟對於其防災準備上有多大程度的影響?也許有影響但程度非常微小?」

氣象學界中的其他意見認為,颶風的命名僅是許多「非氣象學因素」中的一個,行為科學家需要持續了解人們面對天災時是如何做出不同的應變判斷。「社會科學的研究顯示一場災難的疏散成效是否良好,受到各種『非氣象學因素』的社會、文化因素影響。例如有沒有孩子或寵物、待在家中感受到的安全感程度、有沒有人來敲門提醒疏散、以及過去的疏散經驗等等皆是。但這些重要的變因都沒有納入這次的命名研究中。」康乃爾大學風險溝通小組的研究員 Gina Eosco 表示。

美國國家大氣研究中心的 Julie Demuth 專門研究氣象資訊對於社會影響的面向,她大力贊同 Gina Eosco 的呼籲:「我希望這份研究所引起的社會對話能夠延續,人們面對災害的決策過程需要更多社會科學和行為科學加入研究,才能優化風險溝通和防災應變上的準備。」美國氣象學會前主席 Marshall Shepherd 也發表相同意見:「這個研究促使我們開始思考自然科學的侷限性,在 2014 年的今天,想挽救生命恐怕應納入更多不同學科的研究成果和思維。」

(本文由科技部補助「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科技部-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:
  • Female-named hurricanes kill more than male hurricanes because people don’t respect them, study finds Washington Post [
    June 2 2014]
  • Jung, K., Shavitt, S., Viswanathan, M., & Hilbe, J. M. (2014). Female hurricanes are deadlier than male hurricanes. Proceedings of the National Academy of Sciences, 201402786.
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陳妤寧
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熱愛將知識拆解為簡單易懂的文字,喜歡把一件事的正反觀點都挖出來思考,希望用社會科學的視角創造更宏觀的視野。

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天氣學家看《天氣之子》:雨災不只是淹水,是極端氣候下的慢性死亡
Y.-S. Lu
・2022/03/29 ・4824字 ・閱讀時間約 10 分鐘

新海誠,對大家來說是這五年高品質動畫電影的代表,不管是《你的名字》、《天氣之子》,都讓大家耳熟能詳,而其中的災害主題則扣住了他的愛情主題,不論隕石來時的避難,或是氣候異常的降雨,都是非常值得討論的主題。

筆者做為大氣科學從業人員,本篇文章,想要從《天氣之子》來討論極端氣候,因為極端氣候不僅是聯合國《永續發展目標 (Sustainable Development Goals)》的主要議題,也在近年來深深地影響人們生活。

天氣之子的氣候狀況

這次新海誠用了一個很大膽的主題,也就是主角再也不是為了地球飛去宇宙深處作戰的女高中生(《星之聲》),也不是挽救過去將被隕石毀滅的村子的男高中生(《你的名字》),而是在犯罪邊緣的少年少女,而他們並未為了日本跟地球,而犧牲自己成為人柱。

從某個角度來說,人都有年輕不懂事過,為了愛犧牲理性也非意想不到,但是主角在「拯救世界」與「拯救戀人」之間,選擇戀人而放棄世界,也算是少有的故事情節,因此開映之後,的確造成了一些話題性。

不過,筆者比較有興趣的,是其中的降雨情節。日本降雨從 2021 年持續到 2024 年,的確是不可能的,除了要有足夠的水氣,以及足夠的對流將氣團推往較冷的高空外,還須要足夠的氣溶膠來形成足夠大的水滴,才有機會造成降雨。

如果電影中的「神」希望靠物理作用,讓日本持續下雨三年,那我想這不會是對流造成的雨:因為在連續降雨而缺乏晴天的日本,潛熱(單純的水蒸發與植物的發散作用)與顯熱(因為地表與空氣溫差造成的熱量傳播)都將成歷史。在夏天時,缺乏地面形成低氣壓的情況下,也無法產生梅雨所需要的對流作用。

所以最有可能的,就是在太平洋上,生成一個熱帶性低氣壓造成的風暴,但又因為氣壓帶的影響,讓此風暴持續盤旋在日本外海,替日本帶來大量的水氣。

要造成三年的連續降雨,最可能的情況就是在太平洋上,生成一個熱帶性低氣壓造成的風暴。圖/envato elements

這樣的風暴若持續一整年不停歇,即使粗估每小時不到 2mm 的降雨量,一年下來也會帶給日本超過 10000mm 的降雨。日本年均降雨約在 1500mm 到 1800mm 左右,此風暴將造成四到五倍的年降雨量,這可能會對日本造成破壞力僅次於《日本沉沒》的最大自然災害。也就是說,光是一直下雨,的確有可能淹沒整個日本的都會區。實際上,2021 年的夏天,德國西部與比利時東部大小城鎮,就在低氣壓氣旋 Bernd[1] 帶來的豪雨下,受到了重大的打擊。

但可惜的是新海誠對於日本淹沒這個概念有點誇大,在影片結尾,日本的「彩虹大橋」被淹沒,彩虹大橋塔高 126 公尺[2],動畫中大約被淹沒超過一半,這邊就先估僅 63 公尺高。

這應該是天氣之子的Bug,因為要淹到 63 公尺的高度,唯一合理的解釋只有全球氣候異常,造成冰河融解。在《自然》科學期刊中,Gregory & Oerlemans (1998) 估算在全球暖化的影響下,考量到冰河區的融化量,海平面到 2100 年將會上升「數公尺」;而美國地理調查所( USGS) 在網頁簡略提到,如果全球冰層溶解,大約會是 76 公尺高[3]

也就是說,在《天氣之子》中,全球極度暖化,導致海平面上升 63 公尺,這已經是勘比《2012》的世紀災難了。

另外一點,兩年半中經歷氣候變化(真的如主角講的:「我們改變了世界」)後的日本,在海平面上升 63 公尺的情況下,造成將近有 17.41% 的國土面積喪失,而情況最嚴重的則在大東京都地區。

左:災前日本。右:災後日本淹水地區。圖/
Y.-S. Lu. Data Source: Derived from GTOPO-30 tiles, https://lta.cr.usgs.gov/GTOPO30 by CC 4.0

豪雨造成的問題

豪雨可以說是地球上最容易觸發災難的關鍵氣象要素。相較於需要板塊交界的地震、需要大氣運動才能造成的颱風/颶風,以及只有高緯度地區才有的雪災,任何地方只要「會下雨」,就有可能豪雨成災。對土木界而言,水一直是問題也是重點防治對象之一。

所以,撇除不合理的海平面上升之外,這邊還可以再淺談一些《天氣之子》中可能會出現的豪雨災害。

在豪雨的侵害下,日本平地的地下水位應該會保持在地面,而山區的地下水水位也可能會偏高,土壤含水量偏高後,不僅會造成土壤重量上升,亦導致側向土壓上升,再加上日本與台灣一樣,是造山運動強烈的地方,所以坡沙土堆積淺,土石流、泥石流的情況將會十分強烈。

在日本持續降水期間,山區會有許多因為崩坍造成的堰塞湖,山區居民應全數徹離以保全生命安全。

山區道路除了會因為坍方造成道路中斷,高水位也會超過道路上擋土牆的設計。擋土牆原本就是根據地區水位做估算與設計,但是在連年降雨下,水位高度將超過一般設計的強度,所以道路上的擋土牆也會有坍塌的危險。

豪雨侵襲將帶來嚴重土石流、泥沙淤積與堰塞湖。圖/台灣農委會林務局網頁

而岩層區也會因為岩隙間的水壓上升、破壞岩體,導致挖穿山間的隧道開始因為水壓,而坍塌阻塞。

由於山區的降水無法被土壤吸收保留,所以大多數的水將會匯流到平地,平地的淹水狀況將比往常更嚴重,都市內的排洪系統將完全失效;而河道的防洪牆雖然阻擋了河道暴漲,但都市內的淹水也將難以排除。

都市中的高樓雖然提供了居民可用的居住環境,但是因為大多數的高樓機房都設在地下層,所以樓房機能將損失殆盡,除了電梯無法使用,污水與糞水也將漂滿都市內部,好在連年下雨,所以這些污水早已成為龐大水體的分子,所以也不是真的很「污染」(但感性上不能接受),另外從山區湧入的人口,可能會因為人口擁擠,造成更大的社會與治安問題。

除此之外,伴隨降雨而來的,還有厚重的雲層。雲層阻擋了陽光,也阻擋了植物進行光合作用,可想而知,日本的農業也會隨之被破壞,菌類養植可以繼續,也就是日本在沒有被核戰爭攻擊的情況下,卻可能必須過著有如《地鐵 (Metro2033)》的生活。

同時,在缺乏陽光的基礎下,人類無法自然產生維他命 D,兒童也將因此生長不良,更惶論因為長期陰天導至人們憂鬱症比例上升。

連日下雨缺乏陽光,容易導致人們憂鬱。圖/envato elements

在豪雨不斷的氣候異常下,原本就存在的極端天氣狀況只會更甚,日本連年降雨,就有可能是某處連年乾旱。在動畫中,日本的異常降雨,代表人類的世界可能只是將更快速地步向滅亡。畢竟現今為了減低溫室效應造成的危機,各國正在提出方法來淨零,但《天氣之子》一口氣就造成了更嚴重的氣候影響。

總而言之,《天氣之子》與其說是放棄日本拯救少女,其實更有可能是放棄全世界整救少女。

當德國遇上「天氣之子」

近年最大的洪災,便發生在 2021 年,從美洲到歐亞洲,各國都遭遇到了前所未見的洪災。

2021 年,當德國還正因為 COVID-19 感染人數下降,逐步微解封之時,七月發生的大水災,造成了人命與財物[4]的重大損失。除了高達 70 億歐元的保險賠償外,德國西部的 Ahweiler、Erftstadt、Hagen 等城鎮被淹沒、房屋被沖毀,許多河道旁的居民,也在雨災過後丟出許多被洪水泡毀的家具電器,損失慘重。

雖然部份民眾將炮火轉向預警系統的失敗[5],但預警系統並非毫無作用。在德國可以裝 NINA app 做為推播使用,某些城市也會有警報廣播系統,但即便已發出手機 app 的警報,以及俗稱 Siren 的警報,民眾不一定會意識到災難的到來並進行疏散,也有民眾忽略警報選擇不避災,甚至有民眾說從未能想像德國發生「有如第三世界」的洪災,但事實上,德國大河(如萊茵河、易北河)在近 10 年內,就有過類似洪災的紀錄。

德國7月洪災淹沒了城鎮。圖/德國之聲 新聞截圖

2016 年時,德國酒鄉之一的阿爾魏勒(Ahweiler),其周邊的阿爾河(Ahr)就氾濫過一次,當年低氣壓帶來連日的綿綿大雨,造成了小部份地區被水淹沒;但是當 2021 年的洪災再次來臨,居民還是覺得很震驚,可見該地區的居民對洪災是缺乏想像的。

2021 年的這場洪災,德國城鎮的管理層級並非沒有作為,筆者居住的小鎮,在洪峰來臨前十二小時就已封閉橋樑,許多志工開始投入疏散河提居民的工作,將居民安置在大賣場,且有志工開車接送。然而,在河水暴漲的岸邊,不僅有路人無視路障通過,有更多人在岸邊拍照,紀錄淹水狀況。受災區域亦同。

但是話說回來,居民與當地警消的這種反應可能也是非戰之罪,因為許多的測站都遭遇到破紀錄的水位高,如阿爾魏勒的測站阿爾特納爾(Altenahr)在資料中寫下了「最高紀錄」[6],但是因為測站毀損,沒有具體數字;有學者則提出,這是 200 年洪災的規模。但是防災等級的提升,也意謂著公共工程經費的支出。如何在兩者間取得共識,一直是防災工程的大哉問。

德國的氣象預警也並非無作為,但並不是所有的預告都能說服人,歐洲中期天氣預報中心 (ECMWF) 的叢集預策系統 (Ensemble Prediction System)利用了氣象模擬中的不確定性,以多重運行結果進行機率預測,來替代傳統的單一運行的單一結果。然而,即便用上機率預測方法,也只能在極端的機率 (第 99 percentile) 下預測到德國西部會有 122mm/day 的最大降雨,而德國氣象中心 (DWD) 的在當日所量測到的是 144mm/day 最大降雨。

嚴格說來 ,即便使用了叢集系統亦無法補捉到雨量的最大值,實屬可惜。所以氣象預報並非完全有效,加上只有 1% 的機率可以達到四分之一的年均雨量,這個機率很難說服一般人馬上進行避險。

ECMWF與DWD雨量比較。圖/Luis Samaniego @twitter

這樣一次性的暴雨時期,德國遭受了超過七十億歐元的保險賠償,並有將近 200 人死亡,可見當災難超過預測時,人類的應對是遠遠不足的。同時,德國因為二戰時期與冷戰的陰影,對政府集權相當的反感,也間接導致無法使用如台灣的細胞簡訊的方法,來廣範地疏導民眾。如何增強防民眾對災難的因應意識,有可能將也是德國接下來的課題了。

在極端氣候之下,要更有防災意識

天氣之子因為對治安黑暗面的描寫,以及主角的選擇,造成了不少的爭議,也造成觀影程度與《你的名字》有所相差,雖然對筆者而言,其氣象的狀況算是超現實,且對社會重建的描寫不夠深入,但是在氣候變遷下,人們必須思考並建立對防災的概念與意識,在降雨強度變強、極端溫度更高的情況下,災難是有可能會更嚴重的。

台灣的讀者可以多參考水土保持局的相關防災宣導與資料,建立與更新相關知識,更重要的,應該是隨時有防災意識,才能保護自己,以及保護別人。

參考資料

Y.-S. Lu
4 篇文章 ・ 6 位粉絲
自從來到學界後,便展開了一段從土木人到氣象人的水文之旅。主要專業是地球系統數值模擬,地下水與地表模式的耦合系統,以及大氣氣象模擬。目前是于利希研究中心(Forschungszentrum Jülich GmbH)超級電腦中心的博士後研究員。

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最貼近生活的防災資訊一把抓——災防科技中心的 LINE 官方帳號
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2022/02/14 ・2551字 ・閱讀時間約 5 分鐘

感謝 國家災害防救科技中心 對本次專訪之協助與支持。

  • 文/陳彥諺

睡夢中突然感覺到一陣劇烈搖動,燈座晃動、床櫃叩叩作響,是地震!幸好持續的時間並不久,在準備起身時,地震就停了。拿出手機,急著傳訊息給遠方的親友,想知道他們那裡的狀況如何,而在等待居住各地的親友們回覆訊息的分分秒秒,竟像是一刻鐘那麼長。

於是你便想,如果這時候有即時通知故鄉狀況的 app,在第一時刻提供遠方的地震狀況,那該有多好?

也有那樣的時刻。窗外時而大雨不停,時而風平浪靜,氣象預報雖然說明了颱風入境的軌跡,只是,各縣市政府仍未發佈是否停班停課的相關訊息。你等了整夜,等到夜深、不得不去睡了,卻還是撐著僅有的意志力,守著手機,不斷更新最新發佈消息。

眼皮沈重的你不禁想,要是這時候有即時推播停班停課訊息、並且能轉傳給親朋好友們分享的 app,那該有多好?

更多的是風和日麗的週末。幾週前早與三兩朋友約好了,要去露營登山、要去戶外走走,整理行囊的時候,斟酌著是要輕便為主,還是該以保暖為主?是該備齊防曬用品,或是得攜帶各式雨具?考量各種可能性後,所整理出來的行李卻大於能負載的重量,最終還是得依據即將來臨的天氣為主。

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官方帳號的前生——災害情資服務平台

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2009 年的莫拉克風災傷亡慘重,當時政府間災情傳遞過慢,促使民間自主開發災情通報平台。這讓政府意識到臺灣的防救災體制需要調整,在災情資料整合問題上,開始引入以地理資訊系統為基礎,打造災害防救決策輔助系統,來整合各部會第一手的災害情資。

從 2013 年開始,由災防科技中心主力推廣災害共通示警標準(EDXL-CAP)到各部會中,並持續優化災害防救決策輔助系統。在 2014 年協助各部會統一全臺的示警資料標準,2016 年由各部會與臺灣電信業者建置的「災防告警細胞廣播訊息系統(PWS)」,其發布的每一則訊息也遵循這套標準。

除了中央部會的災情整合,災防科技中心也接續推動「災情回報資料標準(EDXL-SitRep)」,整合除了中央部會外 22 縣市的部分學研單位,讓學研單位能用標準格式及時傳遞災情。

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奇怪欸,夏威夷基拉維亞火山一直噴發卻不見人員傷亡?
阿樹_96
・2021/01/11 ・3160字 ・閱讀時間約 6 分鐘 ・SR值 527 ・七年級

岩漿漫出來會很可怕嗎?有的時候其實還好,就是⋯⋯有點麻煩而已。火山的噴發就像不同人的情緒宣洩多樣性一般,不會只有一種型式,即使是生氣也有默默生悶氣的(然後就會累積更多能量噴發),也有三不五時就「正常能量釋放」一下的,當然,也有堅定地把每個字慢慢吐出來的那種。

一般大眾會受災難電影的影響,以為一定要瞬間炸裂、瘋狂噴發才算是火山爆發。但這種現象,在由火山組成的夏威夷群島上並不常見,近期(2020年12月21日)夏威夷的基拉維亞火山噴發,就是一種「一直噴一直噴」的股票火山,不過這火山再會噴也沒有造成傷亡(但還是會帶來災損,會一直噴錢⋯⋯)。

搭配服用:「未來就是一直噴一直噴」。來源/youtube

為什麼基拉維亞火山會有一直噴發,卻沒有造成太多傷害,甚至感覺夏威夷的居民還蠻能與它和平共處呢?那就得從「她是什麼火山」說起。

黃色的部分就是夏威夷島上,由基拉維亞火山熔岩流所形成的部分。圖/Wikimedia common

「熱點」火山:多半不會炸裂的火山

火山的分類有很多方式,其中一種是噴發的型式,一般會稱作寧靜式噴發 (Quiet Eruption) 或爆烈式噴發 (Explosive Eruption) ,而像基拉維亞火山的噴發型式大多屬於寧靜式噴發,顧名思義,她算是「比較安靜」噴發的火山,不會像有名的維蘇威火山那樣會有驚天一炸的情況。

而寧靜噴發的火山在外型上也和大家在流行文化中看到的「錐狀火山」不一樣,如果以外型分類的話,她會被稱為「盾狀火山」,而造成噴發與外形的差異的原因,又和形成火山的「岩漿」性質有關,形成基拉維亞火山的岩漿屬於「玄武岩」性質。

關於前面提到的火山分類方式,一般的高中參考書會要你背下面的口訣:

  • (中)酸性(花岡岩質)岩漿=錐狀火山=爆烈式噴發
  • 基性(玄武岩質)岩漿=盾狀火山=寧靜式噴發

但我不喜這樣敘述,因為這些分類是獨自以不同的現象學來區分的,只是分類結果能彼此解釋,但實際上在中性到酸性的岩漿中,會有更多不同的噴發表現與火山型貌,不過本文不會把故事講完(不然講到隔天天亮都講不完)。

關於基拉維亞火山的分類,或許會有人聽過「熱點」一詞,它是由地函的「熱柱」上升直接形成的火山。熱柱形成的火山和以前用板塊構造運動模型所提到的火山不一樣,板塊構造運動所形成的火山,它的熱源或岩漿的來源都相對比較靠近地表(數十到數百公里深),而熱柱則是從地函接近地核的地方( 2900 公里深)直接上湧的物質形成,和板塊運動的模型完全不一樣。

中間的「盾形火山」(Shield Volcano),是從地函深處(比圖中畫的範圍更深)竄出的「熱柱」所形成的,而熱柱上升到軟流圈時會形成岩漿庫,並往上噴發形成火山,即稱作「熱點」(Hot Spot)。圖/Wikimedia common

但「熱柱」就是「岩漿」嗎?

可能會有人這麼想,實際上卻不是這樣。熱柱並不像岩漿是用「流動」的方式運動,它的性質仍屬於固態,只是在時間尺度很長的情況下,它仍會以固態的型式緩慢「運動」,而當熱柱往上到接近地殼的地方,才會因為壓力變化而融熔,而形成岩漿。附帶一提,小規模的熱柱會形成夏威夷的火山,好像對地表的生物無害,但大規模的熱柱一口氣大噴發時,可是會發生大滅絕的(如 2 億 5100 萬年前到 2 億 5000 萬年前噴發的西伯利亞玄岩武岩,造成二疊紀—三疊紀大滅絕事件)。

為什麼夏威夷的居民可以與基拉維亞火山共存?

前面提到,基拉維亞火山的噴發並不猛烈,大多時候也不會太致命,以近代的幾次大噴發中,就屬 2018 年噴發時的災情較為嚴重,約有 2000 人撤離,並造成一人重傷,而基拉維亞火山也沒有可怕的火山碎屑流或火山彈之類的,造成損害的主因還是熔岩流。

在此也再次提醒,許多電影中同時有下個不停的火山碎屑,搭配的流動性很高的岩漿,是難以並存的情況,因為大量碎屑的岩漿性質比較偏中、酸性,而流動性則屬基性岩漿的情況。

至於傷亡較少的原因,噴發方式只是其中一個,另一個因素可以說是對於火山的認識與防災體系的健全。而一個較為健全的火山防災體系應該是怎麼樣呢?

  1. 對有噴發潛勢的火山有長期的研究、監測。
  2. 針對火山活動的特性,規畫不同等級的警報。
  3. 針對不同的火山情境,制定出不同的防災應變計畫。
  4. 民眾熟悉火山的災害,也了解警報的意義、遵從疏散指示。

由於夏威夷的火山噴發頻繁,早在 1912 年即開始觀測火山,因此對於當地的火山已有長期監測研究,而美國地質調查所亦有明確的火山分級燈號,而且分別建立了地面的分級和航空代碼的分類,以本文撰寫( 2020 年 12 月 27 日)期間,基拉維亞火山的地面分級狀態是「watch」、航空代碼是橘燈,剛好都是比完全噴發的狀況低一級(一共分四級,第四級的「normal」和綠燈代表火山處於正常無明顯活動狀態)。

而當分級的狀況提升時,會有相對應的活動,以前面提到的「watch+橘燈」為例,目前是建議民眾多注意火山狀況、避免靠近火山口,想要觀看噴發狀況的人請遵守規定並注意安全(竟然還能看耶⋯⋯)。

美國地質調查所的火山噴發等級(地面)和燈號(航空),越往右邊等級越高。圖/USGS

如果是更可怕的活火山,該怎麼與之相處?

從夏威夷的火山例子來看,火山不可怕也不難相處,但或許也有人會說:如果火山的噴發型態是爆烈性的呢?而且像近年已證實大屯火山為活火山,距離都會區這麼近的火山,該要怎麼面對?

夏威夷火山分佈圖,這已經不是火山距離都會區遠近的問題,而是在哪都有火山!(註:科哈拉火山目前認為是不活動的火山)圖/作者繪製

火山的防災應對,雖然可能會因火山的特性有所差異,但就從上述「健全的火山防災體系」中從研究、監測到防災應變,概念上是一樣的。

首先需要了解火山如果噴發時會有什麼的情況、並且先把會有威脅的地區畫定、規畫警報並落實疏散計畫。只是因為我們對大屯火山的個性還未摸清楚,所以這些措施就算設立了也還難以評估其效果,加上民眾對於火山的知識和風險特性並不熟悉,所以總會有「不知道要怎麼做才好」。這邊阿樹有兩個初步想法:

  1. 目前相關單位開始進行災害潛勢圖的製作,而就臺灣的經驗而言,土石流的緊急應變已較過去成熟許多,或許可以將相關的疏散避難圖的製作觀念導入火山防災應變。
  2. 過去於防災宣導上少有火山的相關避難措拖整理(連 google 都很難找到),而目前開始啟用的火山警報燈號該如何應對,也應是未來的宣導重點。

夏威夷的火山雖然很遠,但他們的經驗卻相當好用呢!

想知道更多地球脈動嗎?阿樹老師每周四會在《震識談地科podcast》,分享各種地震與地球科學相關的知識!

參考資料

  1. 2018 年 5 月夏威夷火山災害事件說明
  2. Kīlauea Volcano Erupts
  3. Kīlauea – Volcano Updates
  4. Hawaii volcano: As Kilauea erupts residents told to stay home – CNN
  5. New Kilauea Volcano Eruption Enters Third Day (Dec. 23, 2020) – YouTube
  6. 土石流防災的建議
  7. 移動中的火
阿樹_96
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地球科學的科普專門家,白天在需要低調的單位上班,地球人如果有需要科普時時會跑到《震識:那些你想知道的震事》擔任副總編輯撰寫地震科普與故事,並同時在《地球故事書》、《泛科學》、《國語日報》等專欄分享地科大小事。著有親子天下出版《地震100問》。