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建築與防災:導言

李天申
・2014/12/20 ・1402字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 530 ・七年級

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本文由科技部補助,泛科學獨立製作

植生綠牆與發電風車-中壢市立幼兒園高鐵分班(圖片來源:CTLU_盧俊廷建築師事務所,攝影:采石廣告攝影|鄭錦銘)
植生綠牆與發電風車-中壢市立幼兒園高鐵分班(圖片來源:CTLU_盧俊廷建築師事務所,攝影:采石廣告攝影|鄭錦銘)

李天申 | 國立臺灣大學政治學研究所博士候選人

在英國童話「三隻小豬」當中,小豬三兄弟為了抵禦大野狼,選擇蓋不同類型的房子:老大蓋茅草屋,老二蓋木屋,老三蓋磚瓦屋,但最後只有老三的磚瓦屋成功抵禦大野狼,而老大與老二的房子都被摧毀了。三隻小豬雖然只是一則虛構的童話,然而人們所蓋的房子,不就是要像老三蓋的磚瓦屋,必須堅固耐用,能抵擋如大野狼般的災害侵襲嗎?

臺灣位於地震帶,地震頻率高,而且有些地區飽受淹水之苦。究竟房子該怎麼蓋,才能因應這些災害呢?為探討這議題,本專題以「建築與防災」為題,內容如下:

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首先,荷蘭和英國為了因應水災,近年都出現「兩棲屋」。王价巨教授提醒大家,要採用哪種防災建築,必須考量當地的自然條件,國外的建築未必適合臺灣。事實上,建築本體已是災害管理的末端問題,國土規劃、都市規劃、社區規劃才是更上位的問題,政府、開發商、建築師都有責任,而公民也必須關注以及監督,人們才能有更好的建築品質。

其次,設計良好的建築,除了具備蓄水的功能、有助於抗洪,也可藉由建置雨水回收系統,為未來的水資源危機預作準備。綠建築標榜「日常節能」和「水資源利用」,輔以蓄水池、雨水利用機制,是以節能環保的策略來降低極端氣候下災害風險的利器。對此,孫振義教授介紹建築防洪、水資源利用的觀念,並提出綠建築的推廣策略建議。另外,盧俊廷建築師透過中壢市立幼兒園高鐵分班、青芝兒童公園等綠建築經典案例,說明綠建築的設計必須因地制宜,以追求防災、節能、低成本的三贏。

再者,在地震頻繁的臺灣,房子是否耐震極為重要。林克強研究員詳細介紹建築耐震設計的考量因素,包括地質因素、結構特性、建築高度、建築規則性、個人使用習慣,以及比較臺灣現代建築的三大結構—鋼筋混凝土(RC)、鋼骨鋼筋混凝土(SRC)以及鋼骨結構(SC)的優缺點,並強調維護建築結構的重要性。

最後,曾是世界第一高樓的臺北101,每天都有上萬人潮在此上班、觀光,而這棟高樓蓋在鬆軟的臺北盆地上,究竟是如何抗震的呢?甘錫瀅總工程師提到,高樓的結構必須「軟硬適中」,並說明101透過高韌性接頭、巨型結構、將基樁深入岩層來強化建築結構,以及運用阻尼器來減緩搖晃的不適。101這個案例,可說是高樓防震的代表作。

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三隻小豬,謝謝你們,帶給我們「建築與防災」的啟示。(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)

 

本文原發表於行政院科技部-科技大觀園「專題報導」。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!

責任編輯:鄭國威|元智大學資訊社會研究所

建築與防災系列專題:

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李天申
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九二一地震,台灣人永不忘記的傷痛——災後重建的社會與未來
研之有物│中央研究院_96
・2022/12/11 ・4974字 ・閱讀時間約 10 分鐘

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本文轉載自「研之有物」,為「中研院廣告」。

  • 採訪撰文|田偲妤、王怡蓁
  • 責任編輯|田偲妤
  • 美術設計|蔡宛潔

震盪整個台灣的巨響

1999 年 9 月 21 日凌晨 1 點 47 分,一場芮氏規模 7.3 強震將眾人從睡夢中驚醒。震央位於南投縣集集鎮,主因是車籠埔斷層逆向抬升導致全臺多處災情慘重,史稱九二一大地震。

中央研究院「研之有物」專訪院內社會學研究所林宗弘研究員,他與國家地震工程研究中心、國內外學者攜手合著《巨震創生:九二一震災的風險分析與制度韌性》統整臺灣 20 年來地震科學研究成果,記錄受災社區的重生故事。一起了解這場世紀強震,如何促使臺灣災害科學與政策改革向前跨出一大步!

地震災害中隱藏的風險

圖|iStock

地震可說是最致命的天災,1989 至 2019 年間,全球前 25 起死亡人數最多的災難,地震就佔了半數以上。而臺灣更是好發地震的高風險區,根據全球地震模型估計,臺灣幾乎全島都有地震風險,在全球地震危害度排行上名列前茅。

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其中,九二一地震是臺灣二戰後最嚴重的震災,導致 2444 人不幸罹難、近 11 萬戶房屋全倒或半倒,財產損失超過新臺幣 3 千億。

難以預測的地震造成生命財產的一夕損失,如再加上人為缺失、制度不健全,以及社會本身的貧富差距、階級與族群不平等因素,將加劇災害的嚴重程度。

為防範悲劇再度發生,中研院社會學研究所研究員林宗弘,與國家地震工程研究中心劉季宇博士、國家災害防救科技中心前主任陳亮全教授、師大環境教育研究所林冠慧教授等共同作者,參考聯合國政府間氣候變遷專門委員會(IPCC)多篇文獻,採用包含以下 4 組風險因子的「風險函數」來評估震災隱藏的各種風險。

風險=

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f (危害度 (hazard,+), 暴露度 (exposure,+), 脆弱度 (vulnerability,+), 韌性 (resilience,-),…)

究竟臺灣面臨哪些受災風險與制度缺失?人們如何走出地震陰霾?面對災難我們還可以做什麼?讓我們從 4 組風險因子出發,深入發掘問題癥結!

傷亡主因:無法承受地震的建築物倒塌

地震發生時,我們最先感受到的通常是房屋的晃動。如房屋無法承受震度而倒塌,還是地震引發火災、山崩或土壤液化等災害,都將導致民眾生命財產的損失。

「危害度」與「暴露度」是從地震造成的各種災害,探討如何減緩災害對生命財產的衝擊程度。

九二一地震發生後,全臺的死亡與重傷案例高達 87% 至 96% 是建築物倒塌所致,其中又以「集合住宅」的死傷最為嚴重。

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以臺北東星大樓為例,雖然離震央遙遠,卻傳出房屋全倒,造成 73 死、138 傷、14 失蹤的嚴重災情。為何集合住宅會發生大量死傷?這跟臺灣長期落後的法規有關。

九二一地震造成臺北東星大樓倒塌,孫家兄弟受困 6 天奇蹟生還。歷經建商判刑、住戶抗爭、黑道介入等風波,終在 2009 年重建完工。
圖|Wikimedia

「很多制度改革都是被災難推著走的」,林宗弘指出問題癥結。1970 年代以前的建築規範主要沿用日治時期的法規,落後的法規趕不上日新月異的建築技術,更難以規範黑心建商,直到 1964 年白河地震發生後,才刺激政府推出新的建築規範。

然而,70、80 年代正好是臺灣經濟起飛的時期,大量湧入城市的移居人口有高度的居住需求,許多倉促興建的公寓大樓在法規不健全的情況下相對脆弱。

此外,民間還存在許多故意或無心的違法情事,例如黑心建商偷工減料、民眾因風水或生意需求而打掉樑柱等,建築結構的破壞升高了受災風險。

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不幸的是,根據國家地震工程研究中心等機構的初步調查,至 2022 年第 2 季,臺灣興建達 30 年以上的老屋數量已超過 460 萬戶,其中隱藏不少危老集合住宅,但礙於產權複雜、都更不易,是防災工作中急待解決卻也最棘手的問題!

如果民眾無法接受拆除危老房屋,還有其他替代方案嗎?國家地震工程研究中心邱聰智博士等研究發現,「危老補強」是大樓管委會、多數民眾較能接受的折衷方案,可在房屋既有結構下進行耐震補強,費用比重建便宜許多。

可惜在建築師簽證、檢驗或補強成本無人願意承擔的情況下,立意良善且成本低廉的危老建築補強政策,尚缺乏激勵民眾參與的制度創新,是目前防災制度上相對弱勢、值得持續思索對策的一環。

創傷心靈的重建

地震不僅震垮房產,還揭露人心脆弱無助的一面,對於社會弱勢族群來說更是雪上加霜。

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風險因子之中的「脆弱度」、「韌性」帶我們檢視災民所處的社會、經濟與身心條件,探討如何發揮人際網絡相互扶持的力量,緩解社會不平等加劇的受災風險

其中,災後的心理復健長期遭到漠視,面對親友驟逝、身體傷痛、家園破滅且頓失經濟依靠等變故,災民得承受排山倒海的身心壓力,需要專業人士適時伸出援手。

臺大心理系吳英璋與陳淑惠等教授看見九二一災民的需求,成立「臺大 921 心理復健小組」,並號召其他院校的心理學家、臨床醫師與社工人員積極投入救災。

1999 年的臺灣社會仍對「災難與創傷心理學」相當陌生,小組成員抱持從做中學的精神累積經驗,開啟了臺灣災難心理衛生元年。

主要服務據點位於受災最嚴重的臺中東勢,由多位臨床心理博士開設「東勢 921 災後身心聯合門診」,也投入在地種子教師的培訓工作,傳授篩檢高危險族群、輔導孩童因應災難創傷的方法。

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許多心理輔導人員更陪伴失依孤兒成長,參加孩子們的畢業典禮、婚禮,建立如同親人般堅定的情誼。

災民最常諮商的主題中,有 72% 是因震災而產生的身心症狀、家庭經濟困境,屬於創傷後壓力疾患之一。國際上對於災後心理復原有 5 項介入原則:安、靜、能、繫、望,如今已成為國內因應疫情、公安災難的主要介入策略。

大型災害心理防治的 5 大原則與目標
圖|研之有物(資料來源|Steven E. Hobfoll et al, 2007

在 5 項心理介入原則中,「能」指的是「促進效能感」,引導災民重新察覺自己有調節情緒、處理人際關係、修復財產與接受職業訓練等能力,有助災民逐步重返正常生活。

而「繫」則是指「促進聯繫感」,協助災民獲得與所愛者、社交族群的聯繫,從中找到解決問題、接納情緒、分享創傷經驗等支持管道。

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研究團隊分析九二一震災村里追蹤資料後發現,東勢在震災後 20 多年間,是災區自殺率最低的鄉鎮,證實社區緊密的人際網絡、專業的心理諮商與陪伴,有助降低社會脆弱度、強化災後復原韌性。

災後重建——社區營造的集體力量

社區營造也是災民展現生命韌性的案例之一。過去有人質疑社區營造對災區重建的效益,但林宗弘等學者實際比較南投埔里 33 個里 1999 至 2012 年的家庭平均所得後發現,農村重建和社區營造補助同時投入的里,平均家戶所得明顯提升。

社區營造的目標在於發掘地方資源、發現新價值,提升社區的自信與自主性,為災後重建注入活水。而農村聚落的重建補助主要用來修復硬體設施,缺乏創造新產業價值的作為,也無法留住青壯年人口。

南投縣埔里鎮的桃米社區即是經典的災後創生案例。在九二一地震前,桃米社區是埔里鎮最窮的村里之一,震災重建後卻成為當地 33 個里中,平均家庭所得排行前 5 名的村里,擁有著名的紙教堂與生態園區,吸引每年多達 40 萬遊客造訪。

南投埔里鎮 33 個里 1999 至 2012 年家庭平均所得趨勢圖,農村重建和社區營造補助同時投入的里,平均家戶所得明顯提升。其中,社造成功的桃米里更從平均 56 萬上升至平均 87 萬,於 2010 年成為埔里收入最高的社區。
圖|研之有物(資料來源|林宗弘、李俊穎)

究竟桃米社區如何成功翻身?關鍵在於社區營造帶起的三層面連結:

內部組織由下而上動員、外部組織跨區交流合作、國際資源跨國援助

桃米社區在災後,由行政院勞工委員會「以工代賑」計畫支付基本工資,鼓勵居民投入家園重建與社區營造工作。

長期與社區合作的新故鄉基金會,也與特有生物研究保育中心、世新大學觀光系合組區域活化運籌團隊,協助居民學習當地生態知識、發展生態旅遊,並於 2001 年啟動生態旅遊試營運,讓「桃米生態村」日漸廣為人知。

2008 年,在新故鄉基金會廖嘉展先生等人的牽線下,日本鷹取紙教堂落腳桃米社區。這座教堂是日本名建築師坂茂為阪神大地震災民所建的精神地標,而神戶災區也在九二一地震後捐贈近千戶組合屋給南投縣。

紙教堂的移地重建不僅展現了人性普世的友愛光輝,新成立的紙教堂新故鄉見學園區,更是結合軟硬體綜效的社會基礎建設,在五年內為社區創造 1.3 億產值、近 200 個就業機會,成為九二一災後復興的象徵。

桃米社區紙教堂新故鄉見學園區
圖|柚子(數位島嶼)

社會互救!強化韌性應對未來的災難

從 4 組風險因子綜合歸納出潛在的震災風險後,再從歷史制度論分析國家與社會關係對防災制度演化的影響可知:

如果國家與公民社會皆具備動員能力,且願意化解利益分歧、共同投入防救災,將可強化制度韌性,減少下一次震災的風險。

九二一震災後各領域制度韌性之相對評估
圖|研之有物(資料來源|林宗弘)

例如在九二一地震後,政府與民間在撤離與搶救政策改革、公有基礎設施與建築補強重建方面,展現較強的制度韌性,從而推動《災害防救法》的立法,在災害發生後能較有系統、有法源依據地實施緊急應變措施,包含動員軍隊、徵用民間機具等。

林宗弘對於震災搶救過程記憶猶新,九二一地震發生時他剛好在成功嶺服役,從事救災物資的運輸補給工作。當時消防署的救災分工尚不完備,再加上許多消防單位也被震垮,屋漏偏逢連夜雨,導致最初的救災工作不是很系統化地進行。

中研院社會學研究所林宗弘研究員
圖|研之有物

九二一地震讓救災工作獲得重視,後來的桃芝颱風、莫拉克颱風也強化了風災與水災的救災經驗,臺灣現在的救災工作已提升到國際水準。國家及民間力量能在短時間內投入撤離與搶救作業,並提供緊急醫療、臨時安置、心理重建等服務。

然而,還是有一些問題是目前國家與民間都難以解決的,例如危老建築存在很高的暴露度風險,如不進行都市更新或建築補強,難保不會成為下個災難現場。

雖然中央政府有推動國土規劃政策,但都市更新是地方政府職權,需要地方行政單位的積極介入,否則將陷入民間業主與營建財團的利益衝突,使都更停頓或變質。

四面環海的臺灣位處地震帶、颱風必經路徑上,也是全球貿易與交通要衝,導致我們難逃地震、颱風、疫情三大災難的襲擊。惟有掌握各種潛在風險、了解當前的強項與弱勢,才能從國家政策與公民網絡著手,做好面對下一場災難的萬全準備!

延伸閱讀

研之有物│中央研究院_96
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建築與防災:導言
李天申
・2014/12/20 ・1402字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 530 ・七年級

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本文由科技部補助,泛科學獨立製作

植生綠牆與發電風車-中壢市立幼兒園高鐵分班(圖片來源:CTLU_盧俊廷建築師事務所,攝影:采石廣告攝影|鄭錦銘)
植生綠牆與發電風車-中壢市立幼兒園高鐵分班(圖片來源:CTLU_盧俊廷建築師事務所,攝影:采石廣告攝影|鄭錦銘)

李天申 | 國立臺灣大學政治學研究所博士候選人

在英國童話「三隻小豬」當中,小豬三兄弟為了抵禦大野狼,選擇蓋不同類型的房子:老大蓋茅草屋,老二蓋木屋,老三蓋磚瓦屋,但最後只有老三的磚瓦屋成功抵禦大野狼,而老大與老二的房子都被摧毀了。三隻小豬雖然只是一則虛構的童話,然而人們所蓋的房子,不就是要像老三蓋的磚瓦屋,必須堅固耐用,能抵擋如大野狼般的災害侵襲嗎?

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臺灣位於地震帶,地震頻率高,而且有些地區飽受淹水之苦。究竟房子該怎麼蓋,才能因應這些災害呢?為探討這議題,本專題以「建築與防災」為題,內容如下:

首先,荷蘭和英國為了因應水災,近年都出現「兩棲屋」。王价巨教授提醒大家,要採用哪種防災建築,必須考量當地的自然條件,國外的建築未必適合臺灣。事實上,建築本體已是災害管理的末端問題,國土規劃、都市規劃、社區規劃才是更上位的問題,政府、開發商、建築師都有責任,而公民也必須關注以及監督,人們才能有更好的建築品質。

其次,設計良好的建築,除了具備蓄水的功能、有助於抗洪,也可藉由建置雨水回收系統,為未來的水資源危機預作準備。綠建築標榜「日常節能」和「水資源利用」,輔以蓄水池、雨水利用機制,是以節能環保的策略來降低極端氣候下災害風險的利器。對此,孫振義教授介紹建築防洪、水資源利用的觀念,並提出綠建築的推廣策略建議。另外,盧俊廷建築師透過中壢市立幼兒園高鐵分班、青芝兒童公園等綠建築經典案例,說明綠建築的設計必須因地制宜,以追求防災、節能、低成本的三贏。

再者,在地震頻繁的臺灣,房子是否耐震極為重要。林克強研究員詳細介紹建築耐震設計的考量因素,包括地質因素、結構特性、建築高度、建築規則性、個人使用習慣,以及比較臺灣現代建築的三大結構—鋼筋混凝土(RC)、鋼骨鋼筋混凝土(SRC)以及鋼骨結構(SC)的優缺點,並強調維護建築結構的重要性。

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最後,曾是世界第一高樓的臺北101,每天都有上萬人潮在此上班、觀光,而這棟高樓蓋在鬆軟的臺北盆地上,究竟是如何抗震的呢?甘錫瀅總工程師提到,高樓的結構必須「軟硬適中」,並說明101透過高韌性接頭、巨型結構、將基樁深入岩層來強化建築結構,以及運用阻尼器來減緩搖晃的不適。101這個案例,可說是高樓防震的代表作。

三隻小豬,謝謝你們,帶給我們「建築與防災」的啟示。(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)

 

本文原發表於行政院科技部-科技大觀園「專題報導」。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!

責任編輯:鄭國威|元智大學資訊社會研究所

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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

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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。

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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]

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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。

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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。

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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。

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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。

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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。

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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

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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。

這時候你拿出了手機,搜尋是否有「提供降雨機率、未來五天天氣、紫外線等統整訊息的 app」?

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災防科技中心 LINE 官方帳號,提供你生活所需的大小訊息

「災防科技中心 LINE 官方帳號」,提供你生活所需的大小訊息,讓生活過得順利!在這裡,無論您身在何方,都能收到小至降雨機率、未來五天天氣、紫外線、空氣品質等即時觀測訊息,也能收到特定區域的地震示警、颱風、豪雨、低溫特報等訊息。

進入「災防科技中心 LINE 官方帳號」頁面,畫面上出現可愛的 Q 版小狗,點選「訂閱示警」按鈕處,便能看見行政區的訂閱選擇。選擇行政區後,系統依據氣象、水文、交通、民生分類,分別提供不同的資訊來源。若您訂閱了該項目,當未來訂閱的項目有了示警訊息,使用者將會即時收到資訊圖卡,不只能第一時刻瞭解統整過後的清楚資訊,更能立刻轉傳給朋友們。

低溫特報來襲,「災防科技中心 LINE 官方帳號」提供最詳細的資訊圖卡,不只方便閱讀,也易於轉傳提醒親友。

此外,「災防科技中心 LINE 官方帳號」提供的不單只是常見的氣象示警,也不囿限於災害發生時的特殊警訊,更有貼近民眾生活的便利資訊。比如,開車族最在意「是否開放路邊停車」、颱風來襲時民眾關切「是否停班停課」、沒收到里長傳單就會忽略的「停電停水公告」⋯⋯等。「災防科技中心 LINE 官方帳號」提供的一站式示警系統,讓您只要打開 LINE,想要的、需要的資訊,通通就在掌握之中。

除了常見的氣象資訊,鐵路交通、停班停課等資訊也都收錄在「災防科技中心 LINE 官方帳號」。

官方帳號的前生——災害情資服務平台

全面蒐集各方災防資訊的「災防科技中心 LINE 官方帳號」並非是一夕促成的,它的前身「災害防救決策輔助系統」,早在 2010 年就正式啟用。

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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。

2018 年 3 月成立的「災防科技中心 LINE 官方帳號」,正是延續著上述的資料交換標準與災害防救決策輔助系統所延伸的便民服務。災防科技中心目前也正在導入醫療資料交換標準(EDXL-HAVE)與物資資料交換標準(EDXL-RM),分別用來蒐集全臺各地的醫療資源,與衛福部社救司的民生物資庫存資訊。

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未來「災防科技中心 LINE 官方帳號」也可能看到更多實用且正確的資訊,幫助使用者進行判斷與決策。

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「災防科技中心 LINE 官方帳號」除了災防資訊,亦提供兩大休閒主題的相關資訊,分別是「露營趣」以及「悠遊山林」。用戶能在訂閱期間內,即時取得指定露營區、指定登山步道的各項基礎訊息,包含了對於登山客尤為重要的水庫放流資訊。這類個人化訂閱服務提供符合時空背景及情境條件的即時訊息,讓資訊作為出遊輔助,而非一種打擾。

除了防患未然,更重要的是,「災防科技中心 LINE 官方帳號」能讓掌握資訊成為習慣。當我們掌握貼近生活的資訊,便能減少不必要的麻煩,讓生活更精簡、更便利。

終於,在擔憂遠方親友的夜晚、在等待著停班停課訊息的颱風夜、在期待著週末出遊的週五晚間,你擁有了「災防科技中心 LINE 官方帳號」,並且迅速得知遠方親友一切安好、因信任消息不會漏接而放心入眠、因掌握了氣象狀況而行李收拾得宜。從此,因為貼近防災資訊,開始了更省心、放心、開心的每一日。

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今天出門前,點開手機,三秒內就掌握了空氣品質、紫外線、強風警報,迅速決定好適合的衣服和防護措施。走出屋外,外頭天氣晴朗,陽光溫煦。這是平凡的一天,也是美好的一天——掌握資訊的每一天,都是美好的一天!

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建築與防災:導言
李天申
・2014/12/20 ・1402字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 530 ・七年級

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本文由科技部補助,泛科學獨立製作

植生綠牆與發電風車-中壢市立幼兒園高鐵分班(圖片來源:CTLU_盧俊廷建築師事務所,攝影:采石廣告攝影|鄭錦銘)
植生綠牆與發電風車-中壢市立幼兒園高鐵分班(圖片來源:CTLU_盧俊廷建築師事務所,攝影:采石廣告攝影|鄭錦銘)

李天申 | 國立臺灣大學政治學研究所博士候選人

在英國童話「三隻小豬」當中,小豬三兄弟為了抵禦大野狼,選擇蓋不同類型的房子:老大蓋茅草屋,老二蓋木屋,老三蓋磚瓦屋,但最後只有老三的磚瓦屋成功抵禦大野狼,而老大與老二的房子都被摧毀了。三隻小豬雖然只是一則虛構的童話,然而人們所蓋的房子,不就是要像老三蓋的磚瓦屋,必須堅固耐用,能抵擋如大野狼般的災害侵襲嗎?

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臺灣位於地震帶,地震頻率高,而且有些地區飽受淹水之苦。究竟房子該怎麼蓋,才能因應這些災害呢?為探討這議題,本專題以「建築與防災」為題,內容如下:

首先,荷蘭和英國為了因應水災,近年都出現「兩棲屋」。王价巨教授提醒大家,要採用哪種防災建築,必須考量當地的自然條件,國外的建築未必適合臺灣。事實上,建築本體已是災害管理的末端問題,國土規劃、都市規劃、社區規劃才是更上位的問題,政府、開發商、建築師都有責任,而公民也必須關注以及監督,人們才能有更好的建築品質。

其次,設計良好的建築,除了具備蓄水的功能、有助於抗洪,也可藉由建置雨水回收系統,為未來的水資源危機預作準備。綠建築標榜「日常節能」和「水資源利用」,輔以蓄水池、雨水利用機制,是以節能環保的策略來降低極端氣候下災害風險的利器。對此,孫振義教授介紹建築防洪、水資源利用的觀念,並提出綠建築的推廣策略建議。另外,盧俊廷建築師透過中壢市立幼兒園高鐵分班、青芝兒童公園等綠建築經典案例,說明綠建築的設計必須因地制宜,以追求防災、節能、低成本的三贏。

再者,在地震頻繁的臺灣,房子是否耐震極為重要。林克強研究員詳細介紹建築耐震設計的考量因素,包括地質因素、結構特性、建築高度、建築規則性、個人使用習慣,以及比較臺灣現代建築的三大結構—鋼筋混凝土(RC)、鋼骨鋼筋混凝土(SRC)以及鋼骨結構(SC)的優缺點,並強調維護建築結構的重要性。

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最後,曾是世界第一高樓的臺北101,每天都有上萬人潮在此上班、觀光,而這棟高樓蓋在鬆軟的臺北盆地上,究竟是如何抗震的呢?甘錫瀅總工程師提到,高樓的結構必須「軟硬適中」,並說明101透過高韌性接頭、巨型結構、將基樁深入岩層來強化建築結構,以及運用阻尼器來減緩搖晃的不適。101這個案例,可說是高樓防震的代表作。

三隻小豬,謝謝你們,帶給我們「建築與防災」的啟示。(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)

 

本文原發表於行政院科技部-科技大觀園「專題報導」。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!

責任編輯:鄭國威|元智大學資訊社會研究所

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建築與防災系列專題:

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李天申
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