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揪出英國水災的幕後黑手

李杰翰
・2014/03/14 ・1436字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 576 ・九年級
英國環境署「洪水警報地圖」2014年2月16日網站截圖。(圖片來源:作者)
英國環境署「洪水警報地圖」2014年2月16日網站截圖。(圖片來源:作者)

這大概是南英格蘭百年來最潮濕的冬天。

2014年1月是英格蘭有氣象紀錄以來,降雨最多的1月分。連日暴雨加上2月7日襲來的洪水,導致泰晤士河沿岸上千戶民宅遭洪水淹沒;2月14日新一波暴風雨重創英格蘭西南部,造成一萬六千多戶房屋停電。慘烈災情不僅逼得首相卡麥隆取消下周前往西亞的訪問行程,也讓威廉與哈利兩位尊貴的王子穿上防水衣物,前往第一線親自救援勘災。

「英格蘭會浸泡在這場彷彿無休無止的暴雨中,影響全球的氣候變遷仍是關鍵因素。」英國氣象局(Met Office)首席科學家史琳戈(Dame Julia Slingo)說道。儘管倫敦紳士一邊撐傘、一邊抱怨天氣的形象深植人心,這場降雨無論在長度、強度甚至沿岸海浪高度等各方面的數據都異乎尋常。「我們往前追蹤到1766年,發現過去從未有過這樣的紀錄。去年冬天開始,英國經歷了248年來最特殊的降雨時期,而在未來,海平面上升會讓洪水問題更難對付。」

從2013年12月開始,英國各地傳出的嚴重水災警告超過130件,遠遠多於2012年的9件。英國政府贊助的「生態和水文中心」(Centre for Ecology and Hydrology)為近來氣候異常現象整理出一份報告:北大西洋及太平洋噴流(jet stream)的擾動、以及周圍海域高於常溫的海水溫度,都可能是造成歐洲及北美極端氣候頻繁出現的因素之一。

英國東安格里亞大學的氣候學家柯芮(Corinne Le Quere)也同意上述看法:「降雨量變得又多又強,往往是氣候變暖的預兆。因為更多更快的蒸發與降水,代表水循環正在加速。」

許多研究指出,過去50年來英國的暴雨逐漸增強。對此柯芮表示:「雖然國內對於暖化和暴雨兩個事件是否有關尚未達成共識,但越來越多人相信,氣候早晚會對日漸增多的溫室氣體做出回應。」此外,北極海冰的融化也改變了氣候模式。當海冰融化越多,海水就能在夏季吸收更多的熱,並在秋冬兩季釋放至大氣,間接影響該區域的大氣壓力,而大氣間不同往常的壓力差,正是導致極端氣候以及促成暴風雨的動力。

儘管如此,我們是否能斷定全球暖化現象觸發了這次的水災?「並不盡然,還有許多因素也有影響。例如氾濫平原的空曠程度會決定水災的大小。」柯芮說,「將來或許會有明確證據,我們現在只能猜測兩者應有明顯關聯。」按照這個趨勢,未來暴雨和水災將會更頻繁、更強,也更難對付。

每到暴雨氾濫、洪水成災的季節,英國環境署(Environment Agency)經營的網站「洪水警報地圖」(The Flood Alerts Map)或許能幫你一把。該網站將洪水預警標示分成三個等級:黃色的「洪水警報」(Flood Alerts)、紅色的「洪水警戒」(Flood Warnings)以及橘紅色的「嚴重洪水警戒」(Severe Flood Warnings)。

「洪水警報」代表洪水可能在2小時到2天之內到來,該區域居民應提早做好疏散準備;「洪水警戒」則縮短為半小時到1天內,居民應關好電源、瓦斯、供水設備,並迅速遷移到安全場所;「嚴重洪水警戒」代表水已淹至腳邊,可能有威脅生命的立即危險。身為廣大人類渺小的一份子,單憑一己之力顯然無法防止水災發生,我們能做的就是防患於未然、並了解自保的方法。(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!

 


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李杰翰
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國立台灣大學地理環境資源學系學士。曾實習於鼎漢國際工程顧問公司。 2014年錄取東京工業大學《YSEP 青年科學家交換計畫》,現於該校「環境與交通工學」領域研究室潛心向學。


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我們的失眠和喜鵲的失眠有什麼地方不一樣?

胡中行_96
・2022/05/12 ・2031字 ・閱讀時間約 4 分鐘

輾轉反側,徹夜難眠的時候,您幾點起床?就算醒了,工作效率是否異常低落?
在此,請您非但別只想到自己,還要拿出一點同理心:因為被剝奪睡眠的澳洲喜鵲,也深受困擾。

徹夜難眠很可能會影響工作效率。圖/Pixabay

捉野生喜鵲來做失眠相關的實驗

2022 年 4 月的《科學報告》期刊,有一篇標題冗長的論文,叫做〈失眠削弱澳洲喜鵲的認知表現並改變其歌曲產出〉[1]。其第一作者澳洲 La Trobe 大學博士候選人 Robin Johnsson,認為歌唱的時辰與類型,對於喜鵲的社交生活相當重要,並以此做為研究主題[2]。且不論在 COVID-19 疫情之前,有些人就已經沒什麼社交生活,更不要談呼朋引伴一起歡唱 KTV,人家喜鵲可是隨時都過得多采多姿。

喜鵲齊聲合唱。影/Youtube

於是,牠們就被科學家抓去做實驗了。

首先,研究團隊架設陷阱,用起士誘捕野生喜鵲。為牠們戴上標有序號的腳環之後,再關進裝有監視器的房間裡。接著,為了測量腦電波圖(electroencephalogram, EEG)與肌肉電位圖(electromyogram, EMG),科學家把無辜的喜鵲抓來開刀。於其腦部表面和頸部肌肉,植入電極貼片(electrodes),方便之後記錄睡眠狀態[1]

然後,喜鵲們就去接受特訓。

反覆訓練後篩選符合資格的喜鵲來做失眠實驗

研究團隊準備了一種木製食器,左右各挖一個淺槽。其中一個槽裡,盛裝少量起士和麵包蟲。第一次食物直接攤在眼前,不加以掩飾;第二次猶抱琵琶半遮面;第三次開始蓋子完全擋住凹槽,令喜鵲啥也看不見。在訓練的初期,全部的食器都採用灰色蓋子。直到最後的「聯想學習」(associative learning),蓋子被換成黑色或白色。喜鵲掀開特定顏色的蓋子,發現下面藏有食物。這樣重複 15 次,讓牠們不把「食」、「色」的關係兜在一起也難[1]

認知測試的教具,澳洲喜鵲執行聯想或逆向學習任務。圖/參考資料 1

結訓後,研究團隊把食器裡的獎勵換成「不會動的麵包蟲冷盤」(chilled, unmoving mealworms),為喜鵲舉辦驗收成果的模擬考。除了執行「聯想學習」的覓食活動,科學家也期望牠們展現「反轉學習」(reversal learning)的能力。將蓋子的顏色調換,要喜鵲嘗試選出有食物的凹槽。這個階段有一些評分要點[1],例如:

  1. 喜鵲做出第一次選擇時,是否有延遲的行為。緩慢的反應,代表注意力不集中,或動機下降。
  2. 喜鵲得經過幾回,才能達到連續 12 次嘗試中,有 10 次正確的及格分數。
  3. 喜鵲選擇正確瓶蓋的比率。

凡是順利通過模擬考的喜鵲們,便能晉升至下一關。

在實驗的主要階段,喜鵲們被劃為三組,分別體驗下列三種睡眠模式之一:無干擾睡眠、6 小時睡眠剝奪,以及 12 小時睡眠剝奪。研究人員防止喜鵲睡著的花招,包括:迫近或拍打鳥舍、發出噪音,或是輕撫充滿睡意的喜鵲[1]。如同可憐的臺灣中學生,明明前晚都沒睡飽,隔天還得參加考試。研究人員存心要看失眠的喜鵲,怎麼失常。

人類跟喜鵲一樣會被睡眠影響行為

正式測驗的結果不出所料,沒睡飽的喜鵲容易犯錯,而且要花較長的時間,才能選出正確答案。有些喜鵲甚至失去參與測驗的動機,傾向找機會補眠。其實以前的研究便顯示,失眠也會降低人類的認知表現。諸如參與動機、清醒程度(alertness)、注意力、警戒等級(vigilance)等,都會受到負面影響[1]

除了喜鵲考試的成績,科學家也記錄了牠們社交行為的變化。失眠的喜鵲寧可睡覺,也不要唱歌。最後就算唱了,單曲的長度卻意外地延展。原本的晨曲改在中午演出,頻寬變得狹窄,內容相較貧乏,顫音也明顯減少。這與人類的口語溝通,大同小異。當一個人睡眠不足,說話的速度會緩慢下來,咬字不如平常清晰,語句重覆的機率提高,甚至可能妨礙聽眾理解講者所要傳達的訊息[1]

澳洲喜鵲有複雜的家族。牠們用歌聲來劃定疆域,分辨敵友,並建立「鳥」際關係。失眠不僅會害喜鵲把歌唱得七零八落,也會進一步危及其社交生活。既然以往的人類睡眠實驗結果,與喜鵲有那麼多的相似處,下次在抱怨疫情害自己沒朋友之前,我們是不是應該先睡飽,再來思考怎麼社交呢?

睡飽再來社交比較不會被睏意影響思考。圖/Pexels

備註:此實驗結束後,參與受試的澳洲喜鵲,均在 2019 年 7 月被野放。

參考資料:

  1. Sleep loss impairs cognitive performance and alters song output in Australian magpies (Scientific Reports, 2022)
  2. Researchers find what magpies lose from hitting snooze (Brisbane Times, 2022)


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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)。臉書:荒誕遊牧。