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我們與自然科學的距離其實不遠!一窺在地科學研究可以如何守護我們

111/04/29 瀏覽次數 1304
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圖一:在地科學研究如何為我們守護美麗臺灣?(影像來源:shutterstock)
 

每年 4 月 22 日是世界地球日(Earth Day),據說這一天的陽光可以同時均勻地照射在南極點和北極點上,代表了世界的平等,同時也說明了人類應該無私地與環境和諧共存。這是一個極具象徵意義的節日,只是在科技突飛猛進之後,大量商業行為所造成的過度耗損及利用,使得和諧共存這樣的崇高訴求變成不是那麼一件簡單而順理成章的事。

在這種狀況之下,在地的自然科學研究者就扮演一個很重要的角色,因為他們就像是這一片土地上的診療師,除了隨時幫環境把脈,同時也提供給人們如何與土地共存共榮的解方。尤其臺灣擁有特殊的地理結構,是世界上重要板塊及洋流的匯集之地,因此具有陡峭且多山的特殊海島地景,風與海的複雜交會更造就了許多獨特的自然現象。這樣的條件之下,許多屬於我們土地上特有的故事,就只有在地的科學家可以幫我們自己訴說,當然這些也會是世界上獨一無二的迷人故事。
 

臺灣地震多!在地科學研究如何幫助減少災害?

在我們過往的學習經驗中,許多人或許會覺得所謂的自然科學,不過是考卷上那幾則幫我們進行成績評定的題目,考卷之外,可能就跟它沒有什麼太大的關連性。事實上不然,大眾身家性命的安全,可都需要仰賴這一群科學家背後默默的努力與維護。

以每每為臺灣帶來許多嚴重災害的地震為例,它是臺灣潛在一個極具威脅性的自然現象,尤其是經過城市密集的發展之後,某些區域人口的過度集中,更不斷地墊高這項災害的風險。如果缺乏預作防範的能力,結果恐怕不堪設想。

為了降低這些意外產生的悲劇,科學家需要透過許多前瞻及創新的方式來診斷這些問題。例如有地質學家致力於利用地震時 P 波及 S 波所造成的傳遞時間差來發展預警系統,幫人們爭取那十分微小卻寶貴的減災及保命時間。

也有科學家致力於發展地震發生時震波傳遞的模型,這樣的模型可以幫助我們評估如果某一個區域發生地震,它會造成什麼樣的連鎖反應,於是就可以依據這樣的模擬狀況預先做好防災及疏散的準備。

除此之外,也有科學家專門針對臺灣的地震週期與型態發展更為強韌的建築工法,一方面拿來補強舊有建築的結構,二方面也提供新建築設計的參考。
 

颱風過境,科學家如何精準預測各區域致災機率?

除了地震,颱風更幾乎為臺灣每年夏季都需要面對的大自然戲碼,它為臺灣帶來當年度所需要的主要水量,但同時也可能一個不小心就釀成災害。為了瞭解颱風過後,這些湍急的河水如何從陡峭的山間奔流而出,科學家需要為這些流經的河道區域進行準確的 3D 建模,瞭解每一個區域的不同結構以及可以瞬間排水的能力,再結合雨量的預報資料,以便精準地預測這些區域的致災機率,並先行做好防範的工作。

甚至有科學家透過山崩落石的聲響分析來研判災害的發生位置及規模,透過不同角度的分析來提升防災部署的效率。這些創新的研究題材及方法不僅讓臺灣在這部分的基礎科學研究具有獨步全球的實力,也實際地強化了對於民眾身家的保障。

 

讓臺灣人民與海洋永續共存,科學家為海洋「把脈」!

再例如,臺灣四周海水環繞,更是重要洋流匯聚的關鍵之地。黑潮所夾帶的能量及養分是滋養島上人民的重要元素。科學家透過這些洋流的研究,測量海洋的溫度跟鹽度,就像是在為海洋把脈一樣,讓我們可以用更加永續的方式與海洋共存共榮。

為了深入瞭解這些自然景象,科學家需要透過海洋研究船等先進的工具,深入瞭解海底下的世界,蒐羅各種在海面上難以取得的資料。甚至透過各種數值模擬及歷史考察的方式來瞭解臺灣周遭風與海之間的互動關係,進一步推測海洋塑膠垃圾的流向等,提供可以跟海洋永續共榮的憑藉。

 

自然科學的研究經常會被認為似乎實用性沒有這麼高,加上考試為導向的升學體制中,一不小心就會讓社會篩選的功能凌駕了知識啟蒙的功能,因此而忽略了基礎自然科學研究對於我們身處環境的重要性。適逢世界地球日,要更加永續的關心與經營這個環境及社會,就讓我們從瞭解自己的島、自己的科學開始。

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圖二:本文作者,國立中正大學通識教育中心特聘教授黃俊儒,長期關心科學傳播、公眾科學教育及大學通識教育等問題。

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