0

0
0

文字

分享

0
0
0

暖化不一定會讓颱風更具有破壞潛力

活躍星系核_96
・2015/05/25 ・948字 ・閱讀時間約 1 分鐘 ・SR值 575 ・九年級

國小高年級科普文,素養閱讀就從今天就開始!!

source:NASA
source:NASA

在一般的認知裡,我們常認為海洋變暖會導致颱風破壞潛力增加。但是在最近20年中,西北太平洋觀測的結果卻與此恰恰相反:雖然近年來海洋變暖,但颱風破壞潛力卻是逐年下降(圖1a)。

此篇由台灣大學大氣科學系林依依教授及香港城市大學陳仲良教授發表在《自然通訊期刊》(Nature Communications)的最新研究,深入探索這個現象的原因。颱風的破壞潛力並不是只受到海洋的影響,雖然近年海洋變暖,颱風強度略為增加(圖1b),但是影響颱風破壞潛力還有另外兩個重要因子:颱風個數及颱風生命期。研究發現,近20年來颱風形成個數顯著下降(圖1c),同時生命期顯著縮短。

(1a) 西北太平洋颱風破壞潛力(Typhoon Destructive Potential)逐年下降趨勢。 (1b) 西北太平洋颱風強度逐年上升趨勢。 (1c) 西北太平洋颱風個數逐年明顯下降趨勢。
(1a) 西北太平洋颱風破壞潛力(Typhoon Destructive Potential)逐年下降趨勢。
(1b) 西北太平洋颱風強度逐年上升趨勢。
(1c) 西北太平洋颱風個數逐年明顯下降趨勢。

颱風破壞潛力是由這三個因素共同影響,而颱風個數下降及生命期變短產生的影響遠超過颱風強度變強,反而削弱了颱風破壞潛力,所以近20年來的颱風破壞潛力不增反減。

那為什麼颱風生命期會變短,颱風個數會下降呢?研究發現該現象與不利的大氣環境有關。總歸來說,雖然海洋條件變得較有利颱風強度增強,但是大氣環境變得不利颱風的生命期及個數增加,所以近20年來的颱風破壞潛力逐年降低。

同時,在全球暖化的情境下,他們也發現類似的現象。透過分析NOAA高解析度氣候模式所模擬出的全球暖化情境下的颱風資料,發現在全球暖化下,西北太平洋的颱風破壞潛力降低了15%。其主要原因也與近20年來的分析結果類似,即雖然在全球暖化之下,颱風強度略為增加,但是颱風個數更顯著的減少,其影響遠大於颱風強度增加的正貢獻,因此在西北太平洋的破壞潛力於全球暖化情境下反而是下降的。

資料來源:台灣大學新聞稿。

研究文獻:I-I Lin* and Johnny Chan, Recent Decrease in Typhoon Destructive Potential and Global Warming Implications, Nature Communications, in press, 2015

文章難易度
活躍星系核_96
754 篇文章 ・ 93 位粉絲
活躍星系核(active galactic nucleus, AGN)是一類中央核區活動性很強的河外星系。這些星系比普通星系活躍,在從無線電波到伽瑪射線的全波段裡都發出很強的電磁輻射。 本帳號發表來自各方的投稿。附有資料出處的科學好文,都歡迎你來投稿喔。 Email: contact@pansci.asia

3

2
1

文字

分享

3
2
1
全球熱浪災情頻傳!臺灣熱成這樣,竟然不符合「熱浪」的定義?
Heidi_96
・2022/09/02 ・3393字 ・閱讀時間約 7 分鐘

世界各地熱浪災情頻傳

今年稍早,熱浪侵襲印度和巴基斯坦一帶, 5 月氣溫頻頻突破 45℃,最高溫甚至來到 51℃,是 122 年以來最強的熱浪。

對此,瑞典哥德堡大學(University of Gothenburg)地球科學教授陳德亮表示,要是溫室效應持續加劇,南亞地區每年頻繁出現的熱浪,將影響超過 5.5 億人口,造成食物短缺和難民潮——這樣的場景很有可能在 80 年內上演。

在日本,6 月就迎來了氣象觀測史上持續最久的「猛暑日」(單日最高氣溫超過 35℃),總共持續了 9 天。

下圖為日本氣象廳歷年來的統計數據:綠色長條圖對應縱軸,是每年猛暑日的天數;藍色折線圖是 5 年平均線;紅色斜線則是長期下來的平均趨勢。

1910–2021 年間,日本出現猛暑日的頻率呈現上升趨勢。圖/日本氣象廳

在英國,7 月氣溫飆至 40.3℃。然而,2020 年才有研究團隊推測,在 2100 年前,英國氣溫超過 40°C 的可能性極低,沒想到才過兩年,就打破了氣候模型的預測。

針對今年英國熱浪的情況,世界氣象歸因組織(World Weather Attribution)的分析報告也指出,要不是人為造成的氣候變遷,英國絕對不可能超過 40°C,而且熱浪的溫度也會比現在還要低 2–4°C。

英國熱浪的溫度逐年升高。圖/Nature

在歐洲,居民同樣飽受熱浪之苦。法國、西班牙、葡萄牙、義大利等地都超過 45°C,泰晤士河源頭乾涸、萊茵河水位創下歷史新低,中歐的水文地標「飢餓之石(Hungerstein)」也重見天日。

在捷克境內易北河的飢餓之石上,就刻著這樣一行字:「如果你看到我,那就哭泣吧(Wenn du mich siehst, dann weine)」。

為什麼會有熱浪?跟一般的熱有什麼不同?

簡單來說,熱浪的成因與地球的氣壓系統有關,特別是高壓系統。

當高壓系統長時間盤踞一地時,就稱為「熱穹(heat dome)」。在熱穹範圍內,因為高壓中心氣流下沉,阻礙地面暖空氣上升,導致暖空氣更密集、溫度更高,連帶影響地表溫度。

高氣壓迫使上升的暖空氣下降,導致暖空氣更密集、溫度更高。圖/NOAA

除此之外,影響各地熱浪的因素都不相同,但大致可以分成以下幾種:

  1. 北極暖化噴射氣流遷移:伍德威爾氣候研究中心(Woodwell Climate Research Center)的氣候科學家佛朗西斯(Jennifer Francis)說明「北極暖化」導致北極噴射氣流擺動,原本應該帶給歐洲冷空氣,可是卻沒有,因此造成熱浪。
  2. 聖嬰現象反聖嬰現象:「聖嬰現象」將赤道東太平洋的溫暖海水帶到美州西岸;「反聖嬰現象」則帶來冷水。目前,地球處在反聖嬰時期,因此未來若是聖嬰現象發生,夏季溫度將進一步升高,美洲熱浪也會更加頻繁。
  3. 燃燒化石燃料:科學家指出,人為燃燒化石燃料確實導致了氣候變遷,而且這樣的影響範圍遍及全球。英國布里斯托大學(University of Bristol)氣候科學家薇琪.湯普森(Vikki Thompson)則表示,熱浪強度將隨著全球氣溫升高而上升。
太平洋海水溫度圖:上圖為聖嬰現象期間,下圖則為反聖嬰現象期間。圖/中央氣象局

臺灣熱成這樣,不算熱浪嗎?

先講結論,不算!在臺灣氣象觀測史上,也從來沒有出現過熱浪。

根據中央氣象局統計資料,在橫跨近百年的前 30 筆高溫排行榜中,近三年(2020–2022)就包辦了其中 12 筆,從 38.8℃ 到 40.2℃ 都有。今年 8 月 21 日,花蓮富源自動觀測站更測得 41.6℃ 的高溫。[註]

註:這項記錄沒有列入中央氣象局的高溫排行榜,因為能夠上榜的只有 28 個人工測站的資料,其他 300 多個自動測站都被排除在外。

臺灣氣象觀測史上前 10 筆高溫紀錄。資料來源/中央氣象局

可是,都這麼熱了,為什麼不算熱浪呢?考量到不同地區有不同類型的氣候,世界各國對於熱浪的認定標準都不同。

若參考世界氣象組織(WMO)的定義,必須是「連續 5 日的最高溫,超過歷年最高溫度平均值 5℃ 以上」,才能稱為熱浪。

以臺北市為例,必須連續 5 天出現 39.3℃ 以上的高溫,才符合熱浪的天氣定義,因此即使是受到熱島效應影響的臺北市,至今也都沒有出現過熱浪。

延伸閱讀:我來到一個島,它叫做都市熱島——《都市的夏天為什麼愈來愈熱?》

那麼,未來有可能發生熱浪嗎?應該也不會。

雖然偶爾有熱帶大陸氣團,從中國帶來乾熱的大氣,但臺灣四面環海,有海風調節,海溫最高也只有 30℃ 左右,不太可能出現異常高溫。

極端高溫有多危險?連狗狗都可能被柏油路燙傷!

在熱浪期間,由於高壓籠罩、降雨減少,更容易發生乾旱,而乾燥炎熱的氣溫也容易引發森林大火,造成惡性循環。

舉例來說,加拿大西部去年遭逢熱浪,氣溫飆升至 49.6℃,頻繁的森林大火促成積雨雲形成,帶來致災性雨量,或是降下閃電,引發更多火災。

除了生態危機以外,熱浪還很有可能造成農作物欠收與能源供應短缺。在交通運輸方面,歐洲鐵軌膨脹變形,紛紛減班或停駛,而水位下降、河床乾涸等問題,也阻礙了水路運輸。

另外,英國也呼籲民眾盡量不要外出遛狗,免得狗狗中暑、曬傷,或是被柏油路燙傷。

如何應對極端高溫造成的「熱傷害」?

在氣溫高、濕度高、風速弱,或是天氣突然變熱的情況下,如果在劇烈運動、戶外作業時,沒有適時補充水分與鹽分,就可能對身體造成「熱傷害」,包括熱痙攣、熱暈厥、熱水腫、熱衰竭與熱中暑。根據衛福部統計,今年 7 月,就有 444 人因熱傷害而送往急診,是去年同期的 1.8 倍,而且呈現逐年上升的趨勢。

俗話說得好:「預防勝於治療。」與其逐一認識這五種熱傷害(請參考熱傷害自我保護懶人包),不如學學如何預防,那就是——多喝水、待在陰涼處,隨時注意身體狀況。尤其是嬰幼兒、長者、過重者、慢性病患、戶外活動者、服用特定藥物者,更要小心防範。

然而,要是不幸碰上這種情況,請按照以下五個步驟處理:

  1. 陰涼:移動到陰涼處休息。
  2. 脫衣:脫掉多餘的衣物。
  3. 散熱:保持環境通風。(切勿泡冰水、擦酒精!)
  4. 喝水:迅速補充水分和電解質,如運動飲料。
  5. 送醫:若情況嚴重,如意識不清、痙攣、休克等,應儘速送醫。
夏日炎炎,沒事別出門曬太陽,也要記得多補充水分。圖/衛生福利部國民健康署

參考資料

  1. 熱浪煉獄!巴基斯坦城市氣溫達51℃ 中暑民眾苦不堪言:這種高溫將奪走我們的生命
  2. Ullah, S., You, Q., Chen, D., Sachindra, D. A., AghaKouchak, A., Kang, S., et al. (2022). Future population exposure to daytime and nighttime heat waves in South Asia. Earth’s Future, 10, e2021EF002511.
  3. 大雨や猛暑日など(極端現象)のこれまでの変化
  4. Christidis, N., McCarthy, M. & Stott, P.A. (2020).The increasing likelihood of temperatures above 30 to 40 °C in the United Kingdom. Nature Communications, 11:3093. 
  5. Without human-caused climate change temperatures of 40°C in the UK would have been extremely unlikely
  6. Extreme heatwaves: surprising lessons from the record warmth
  7. 熱浪來襲,是天災還是人禍?
  8. Explainer: What’s causing the recent U.S. heat waves?
  9. What is a heat dome?
  10. Extreme weather: What is it and how is it connected to climate change?
  11. Thompson, V., Kennedy-Asser, A. T., Vosper, E., Lo, Y., Huntingford, C., Andrews, O., Collins, M., Hegerl, G. C., & Mitchell, D. (2022). The 2021 western North America heat wave among the most extreme events ever recorded globally. Science advances, 8(18), eabm6860. 
  12. 聖嬰現象(ENSO)|交通部中央氣象局
  13. 天氣排行榜|交通部中央氣象局
  14. 地獄之門再開啓 台北會那麼熱嗎
  15. 越來越熱!什麼是熱浪?氣候變遷會對您我造成哪些「熱傷害」?
  16. 熱傷害自我保護懶人包
  17. 防熱傷害三要訣 夏日炎炎保安康
所有討論 3
Heidi_96
6 篇文章 ・ 11 位粉絲
PanSci 編輯部角落生物|外語系畢業,潛心於翻譯與教學,試圖淡化語言與知識的隔閡。

1

9
5

文字

分享

1
9
5
玻璃碎滿地怎麼辦?掃一掃再回收啊!它是「碳中和」的送分題
暐恩咖啡_96
・2021/12/16 ・3220字 ・閱讀時間約 6 分鐘

國小高年級科普文,素養閱讀就從今天就開始!!

過去十年是人類史上最熱的日子,且全球海平面上升速度加快至原來的近 3 倍 [1],氣候變遷不是未來式,而是現正「熱」映中。

若地球再升溫攝氏 1.5 度,氣候的變化可能變得無法挽回,而且上升的海平面將會入侵沿海城市與人口稠密的平原區,人類生存將會面臨很大的挑戰,為了避免如此巨大的災難,IPCC 訂定了全球行動基準:2030 年前,全球碳排放量需減半[2],時限只有不到十年的時間。

可是人類的所有的活動,都會或多或少造成二氧化碳排放,難道真的要靠薩諾斯彈個手指消滅一半的人類嗎?粗暴的行為 duck 不必!我們只需要將「碳中和」的概念貫徹於生活中就可以了。

本圖為過去三十年全球表面平均溫度值,可以看出全球溫度明顯上升。圖/WIKIPEDIA

先談談什麼是「碳中和」

碳中和(carbon neutrality),是指通過使用低碳能源取代化石燃料、植樹造林、節能減排等方法,抵銷各種產品或活動造成的二氧化碳排放,實現正負抵消,達到相對「零排放」的做法。

一般常見的做法有兩種:

  • 建立碳補償系統。例如:透過植樹造林、購買再生能源憑證[註1] ,從大氣中移除因為某項產品或活動造成的碳排放量。
  • 使用低碳或零碳排的技術。例如使用再生能源(如風能和太陽能),而非化石燃料,以避免因燃燒化石燃料而排放二氧化碳到大氣中。
利用風力發電等再生能源來替代火力發電,能夠相對減少碳排放量。圖/Pexels

但無論是碳補償系統或是再生能源產業,都還需要花很長的時間來建設,那麼,有什麼是我們在日常生活中可以落實的?——有的!那就是玻璃回收。

玻璃:完全可再生利用的材質

玻璃是將石英(SiO2,砂的主要成分)混合了定量的碳酸鈉與碳酸鉀後,在 1,500 °C 熔煉爐中燒製而成的,是一種透明、高硬度的材料,具有成分安定的特性,所以許多化學會使用玻璃瓶來盛裝。

但也是因為不易腐化的特性,如果將廢玻璃作為垃圾處理,無論是掩埋或是焚化,都無法很有效的處理廢玻璃,玻璃碎片將成為土壤中難以分解的物質。

但這也不是什麼難解的問題,因為玻璃是一種可以完全再利用及再生的材質,可以被再製成各類玻璃產品或玻璃原料,具有一定的回收價值。

玻璃主要回收方式有兩種:

  • 原型利用:將使用過的玻璃容器或產品直接回收再利用,不經由粉碎等過程,常見於玻璃容器回收。
  • 粉碎玻璃粒料再利用:將使用過的玻璃產品,回收後經由清洗、粉碎、去除雜質後,製成可供再次熔煉的玻璃粒料,常見於平板玻璃的回收。

其中「原型利用」是最簡單又最能有效減碳的再利用模式,像是台灣菸酒公司及台灣青島啤酒公司針對其所使用的啤酒瓶等容器,透過回收瓶費制度及逆向回收系統,將收回的玻璃酒瓶經清洗與高溫消毒處理後,就可以重複裝填啤酒等產品。

玻璃酒瓶很適合「原型利用」的回收方式,原酒廠只要將瓶子回收、清洗後,就能再次利用了。圖/Pixabay

生產新玻璃,加熱原料「碳排量」極高

若是生產全新的玻璃瓶,在加熱原料時需要燃燒天然氣來達到高溫,這個步驟佔玻璃製造碳排放量的 75% 至 85%,其他的排放量大多是來自於原料之間化學反應的副產物[3]。與之相比起來,「原型利用」幾乎是零碳排的作法,也是最節省成本與材料資源的好方法。

即使是難以直接再利用的平板玻璃,粉碎後重新煉製成玻璃也能大量減少碳排放量,因為融化碎玻璃所需要的溫度較低,能減少燃料的使用,而且碎玻璃融化時,不會像石英沙等原材料釋放二氧化碳,從而減少碳排放量。

根據歐洲容器玻璃聯盟 (FEVE) 的說法,與完全由原材料製造玻璃相比,熔爐中每使用 10% 的回收碎玻璃,可減少 5% 二氧化碳排放量[3],若再參照我國行政院環境保護署網站資訊,台灣的玻璃製造廠使用的原料中,回收碎玻璃約佔 50%[4],換算下來約能減少 25% 的碳排量。

除此之外,粉碎玻璃粒料還可以作為玻璃瀝青、透水磚等環保建材的材料。然而這種回收難度不高、用途又廣泛的材料,在大多數國家卻仍當作垃圾掩埋,為什麼?

利用回收碎玻璃重新燒製成玻璃產品也能減少許多碳排放量。圖/Pexels

美國玻璃回收率僅 31%,算是放牛班

歐洲是少數妥善回收玻璃的地區,也是全球回收玻璃的領頭羊,所有 27 個歐盟成員國以及英國,已經回收了境內四分之三的容器玻璃,並且每個新的玻璃製品使用了約 52% 的回收材料,而且他們還希望做到更好,當地的玻璃容器業有一個宏大的願景:希望能在 2030 年以前將容器玻璃收率達到 90%。

與歐洲相比,美國的消費習慣與環保概念仍十分落後,根據美國國家環境保護局(Resources in Traditional Chinese Language)的數據,僅 2018 年美國就把 700 萬噸玻璃當作垃圾掩埋了,佔所有固體城市垃圾的 5.2%,僅有 31% 的玻璃容器被回收。

幸好,還是有部分區域自發性的在為玻璃回收做出貢獻,像是有美國維吉尼亞州阿靈頓郡的玻璃包裝協會,他們正努力趕在 2030 年前將玻璃容器回收比例提高到 50%;而南非的玻璃回收公司(Glass Recycling Company),成功將整個南非的玻璃回收率從 2005-06 年的 18% 提高到 2018-19 年的 42%。

但在其他開發中國家——例如在中國、巴西或印度,沒有公佈明確的回收現況報告或者未來的計畫,然而這些國家也有著巨大的生產力與消費力,環保永續的未來必須要大家一同參與,否則是對寶貴資源的巨大浪費。

垃圾, 废金属, 浪费, 环境污染, 金属, 环境保护, 环境, 玻璃回收利用, R, 所作, 瓶子, 处置
環境是大家共享的,保護環境的責任也是。圖/Pixabay

玻璃是透明的,但不能視而不見地埋起來

從工業革命開始,人類不斷的使用石化燃料、排放溫室氣體,未來十年內,二氧化碳就會達到足以改變氣候的濃度,放縱的消費習慣是該懸崖勒馬了。

玻璃是必不可少的材料,我們當然可以繼續使用,只需要確保它被正確地回收再利用,而不是被埋進垃圾場裡,就能大大減少製造過程所產生的二氧化碳,邁向循環永續的綠色供應鏈。

就讓我們從玻璃回收再利用開始做起,讓回收玻璃成為「碳中合未來」的敲門磚!

註解

註 1:再生能源憑證是再生能源電力生產的證明,通常以度或千度電量為單位,在憑證上會紀錄這批電力的發電方式、生產地點及生產時間,並透過國家認可的第三方認證,證明你買到的是純綠電,也稱綠電憑證。造成碳排的一方可以購買再生能源憑證,等於是將自己產出的碳排放量交由再生能源業者回收。

參考資料

  1. 聯合國氣候變遷最新報告顯示全球氣溫上升速度快過預期
  2. 碳中和
  3. Nature : Glass is the hidden gem in a carbon-neutral future
  4. 行政院環境保護署 生活廢棄物質管理資訊系統
  5. IPCC https://www.ipcc.ch/sr15/
  6. 認識再生能源憑證
  7. 永續發展從哪裡來能往哪裡去?減碳還不夠,下一站是「碳中和」
  8. 資源回收網- 材質專區
  9. 升溫逼近關鍵的1.5度,IPCC釋出最新氣候報告
  10. 氣候變化:九張圖看懂全球變暖和你我的關係
  11. 維基百科 玻璃
所有討論 1
暐恩咖啡_96
3 篇文章 ・ 0 位粉絲
一入生科 一生科科 我是說熱愛科普啦~ 努力將科學知識 譜寫成大家都能會心一笑的文章

2

3
3

文字

分享

2
3
3
精準預測氣象的「掩星技術」,讓你知道颱風放不放假!
科技大觀園_96
・2021/11/16 ・2380字 ・閱讀時間約 4 分鐘

國小高年級科普文,素養閱讀就從今天就開始!!

新颱風生成後,大家最關心的就是颱風的路徑、帶來的風雨大不大,以及——到底放不放颱風假?要能預測和評估颱風的走向影響,可靠的氣象觀測資料是不可或缺的。這就不得不提,在我們頭頂上認真執行觀測任務的人造衛星,以及它們身懷測知氣象變化的絕技!

每次颱風來襲,大家都關心會不會放颱風假。圖/pixabay

貢獻全球氣象資料,福爾摩沙衛星功不可沒

過去福爾摩沙衛星三號(福三)執勤十年,為全世界多個氣象中心與研究單位提供無以計數的資料,可謂台灣在國際氣象上的外交大使,於減少天氣預報誤差的貢獻度上,更曾被評為全球前五。福三榮退後,接棒的福爾摩沙衛星七號(福七)也在今年二月完成任務軌道的全部部署。福三和福七都不只有一枚衛星,而是由各 6 枚衛星組成的衛星星系(constellation)。每一枚衛星就像在不同位置巡守、收集氣象情報並互相通報的將士,使得觀測範圍可以覆蓋地球各個區域,提供即時而完整的三維觀測數據。

福衛七號結構示意圖。圖/國家太空中心

但福七與行經南北極的「繞極衛星」福三不同的是,它在南北緯 50 度間軌道繞行,主攻台灣、赤道與中低緯度颱風盛行區的觀測。因此福七可以提供密集度更高、更多的溫度、壓力、水氣等氣象資料。國家太空中心推估,它可提升氣象預報準度 10% ——以颱風為例,可以讓 72 小時的路徑誤差改善 10%,協助我們更精準地評估氣象變化與預防災害。

每日可提供 4000 點大氣垂直剖線資料、大幅提升全球氣象預報準確度的福七,究竟是怎麽辦到的?答案就是掩星技術 (Radio Occultation) 。

掩星技術,讓衛星成為太空中最精準的溫度計!

在天文學上,「掩星」指的是一個天體,在另一個天體與觀測者之間通過,產生的遮蔽現象。但英文中的「Occultation」,也可以指前景中的物體,阻擋遮蔽背景中任何物體的情形。而所謂的「掩星技術」,就是利用電磁波訊號在經過大氣層時,會因穿透不同溫度、壓力或濕度的空氣層,被「遮蔽」而產生轉向、變慢、減弱等的特性,來反演出地球上空之溫度、氣壓和濕度。

衛星與衛星之間,本來因為地球的阻隔看不到彼此,但可以接受來自彼此的電磁波訊號。福七的主要酬載儀器——全球衛星導航系統無線電訊號接收儀」(TGRS),可以接受美國全球定位系統(GPS) 和俄羅斯全球導航衛星系統(GLONASS)全球定位衛星通過大氣與電離層的折射訊號。接著,通過計算電波訊號的偏折程度,就可以反演出大氣與電離層中的溫度、水氣、壓力、電子密度等數據。

掩星技術在 1995 年才開始投入應用,而從 2006 年的福三,到如今福七計劃中積累的研究經驗,使台灣成為這項新穎技術領域的佼佼者。掩星技術所得到的資料具備高準確度和解析度,也擁有不需要大量接收訊號的衛星,就可以得到大範圍數據、降低成本的優勢,不僅可以用作氣象預報,更能幫助我們監控和增進對氣候變遷的瞭解。

衛星加上同位素的助攻,可以使天氣預報更精準

另一方面,除了改善觀測一般氣象資料如溫度、濕度、大氣壓力等參數的準確度,在氣象觀測中新增測定不一樣的參數——如大氣水分子的同位素,也可以讓我們的天氣預報更精準!

過去礙於資料的取得有限,同位素分析在氣象觀測與預報中常被忽略。但近年來人造衛星技術的發展,為氣象科學推開新的一扇窗。來自歐洲太空總署、搭載光譜分析儀的衛星 IASI ( Infrared Atmospheric Sounding Interferometer ),讓東京大學的研究團隊,可以利用其所搜集到的大氣水氣資訊,在氣象預報的模型中,第一次嘗試納入同位素資訊的考量來做分析。

我們都知道,擁有相同質子數、不同中子數的氫與氧元素之同位素,會讓個別水分子的重量變得更重或輕一些。水分子同位素對氣相和液相轉換相當敏感,與一般的水分子 H2O 相比,較重的水分子如 H2HO 或H218O 會更傾向於凝結成水珠,或更難蒸發。因此蒸發與降雨過程等大氣運動,便會影響不同同位素水氣分子的分佈。追蹤它們的行跡,能增進我們對氣象系統的瞭解。

研究團隊以 2013 年在日本發生的低壓事件作為參照,發現納入同位素的數據之後,氣象模型能更好地模擬這次事件的整體氣壓情形。而在全球的尺度,尤其是中緯度及北半球地區,融合同位素資訊後,氣象預報如氣溫及濕度預測的準確度,也都有所提高。雖然這只是初步的探究,但科學家期許,未來進一步完善氣象觀測衛星對同位素資料的收集,能使人類更往精準氣象預測的目標邁進。

人造衛星就像是科學家的千里眼,能觀測千里之外的風雲變化。發展衛星技術,不僅能讓我們更精準預測氣象,在全球化的現代,也能在國際上發揮「Taiwan Can Help」及互助的精神;各國對航太技術的投入與數據資源共享,更是科研工作與人類社會的一大福音。

福爾摩沙衛星拍攝的美麗福爾摩沙島。圖/國家太空中心

參考文獻

所有討論 2
科技大觀園_96
82 篇文章 ・ 1097 位粉絲
為妥善保存多年來此類科普活動產出的成果,並使一般大眾能透過網際網路分享科普資源,科技部於2007年完成「科技大觀園」科普網站的建置,並於2008年1月正式上線營運。 「科技大觀園」網站為一數位整合平台,累積了大量的科普影音、科技新知、科普文章、科普演講及各類科普活動訊息,期使科學能扎根於每個人的生活與文化中。