2013年1月17日 星期四

地震規模變變變?

由於資訊的發達,一般大眾或是媒體單位經常透過網路查詢地震資訊,除了中央氣象局(CWB),外國的單位也包括了日本氣象廳(JMA)、美國地質調查局(USGS)等單位。有的時候,或許會有人發現,同一個地震事件,為什麼會有不同的地震規模呢?在此舉一個例子來說明,在2009年的12月19日在花蓮發生了一起地震,中央氣象局的報告上寫著規模6.9,而從USGS網站上的資訊看到規模(magnitude)是6.4耶!怎麼會這樣,是算不準嗎?


我們先從規模如何定義談起。對於地震規模的定義,其實臺灣大百科的資訊已提供相當完整的資料。一般民眾比較容易誤解的是「規模」,和「震度」,中央氣象局將震度分為0~7「級」,所以震度後面往往會有「級」,而規模是一個無單位實數,是地震儀的地震波形經過計算後求得地震釋放的「能量」,可以參照官方說法。另外,中華人民共和國官方宣布規模時會以「震級」稱之,而震度用「烈度」,因而轉發外電訊息時,偶會出現一些誤解;說到這裡就更霧煞煞了吧!英文的規模就是magnitude,震度是scale,個人覺得比較不容易搞混。
地震規模描述的是釋放的能量,由於其計算時是將振幅利用對數的方式來計算,能量便會是以指數來增加的。簡單來說規模每增加1,能量就會增加約32倍,如果增加2,就會將近1000左右。最初的芮式規模因為地震儀本身的限制,導致大地震會飽合,規模8、9算起來都會變成7點多,後來地震學的演進又發展了許多不同的計算方式,用地震波去建立斷層模型、推算斷層的滑動來計算能量,解決了飽和的問題。用這種方式來計算,就會發現,地震規模在計算上其實沒有所謂上限耶!但實際上是有的,因為斷層如果無限延伸,地球不就裂成兩半了嗎?在上個月的可能會有規模10的地震,那會是末日嗎?,文中就提出假設,規模10的地震,錯動的斷層可能長達一千多公里以上,已經是十分驚人的程度。

而本文想探討的核心,就是為何規模的「值」如此的多變?地震儀的種類繁多,每一種有不同的功能,但沒有一種地震儀是能把所有的地震波訊號的全部頻段涵蓋進去,就如同我們沒有完美的喇叭或相機鏡頭一般,不過每一種儀器有獨到且不可取代的運用方式,例如利用強震儀可用來計算震度,用寬頻地震儀甚至能偵測核子試爆產生的震波!因此中央氣象局發布報告時用的儀器是運用強震儀接收到的訊號,全台的強震儀超過100座,另外還有不同的儀器補足其頻段的不足,並作研究分析等用途;而美國地質調查局所發布的資訊,則是參考其世界地震觀測網,全球約150測站,儀器為寬頻地震儀。兩者的計算是建立在不同種類的觀測儀器上,而計算規模時運用的波段頻率和計算方式又不相同,得到的結果也不相同。

另外,猶記2011年東日本311大地震時,官方發布的地震規模數據從7.9,一路往上修正到9.0,這中間過程,又發生了什麼問題呢?許多地震頻繁國家也和我們一樣,在計算地震的規模時,會用上不同儀器的資訊來計算,每多加幾個測站的儀器,規模的數值就有可能改變,在最初發布地震報告或是提供預警時,地震的規模就有可能會因為測站的不足而產生誤差,規模越大,誤差也可能會越大,這也是科學家們正在努力突破的技術,如何在更少的資料下就能提供最接近最後得到的結果(在此筆者不以「正確的結果」來描述,因為地底下構造的複雜,讓地震的定位永遠都存在著數公里的誤差)。

是不是能換個角度想:我們思考地震規模值的正確性在哪?以科學家做研究與統計來說當然是很重要的。但在防災面的思考上,還包括了地震發生的位置與深度,在規模的誤差上或許我們該容許的更多,比如說,預估規模6以上的淺層地震,就該提出一定程度的警報,那麼即使我們低估了規模,也不會錯失了第一時間的防災作為!

2013年1月11日 星期五

科學家專業的傲慢?

最近收到了一封公部門邀請函,我很榮幸收到這封邀請函,不過對於寄發的過程頗有意見。郵件在聚會的5天前才寄出邀請,採用限時掛號的方式;這點很妙,因為來不及了才用限掛,但其實時間這麼近,限不限掛已經沒差了。其實我在3週前就被電話邀請了,但這封函件在寄出前卡了多少層的關少我也不知道,要不是時間緊迫,或許只要省7塊錢的掛號信就好了。
看了以上的故事,或許有人會回應:「公部門,不意外!」

真的不意外嗎?當你身在公部門,明明就有電子化公文,卻仍需要層層「跑文」,今天xx長不在,這個文要親簽就得多等一天,萬一是不在個一星期就是等一星期。或者是,差旅費限定要立案的旅館才能報帳,結果因為預算選了便宜民宿,民宿給的發票是貿易公司開的……這類事情到哪都不意外,守法的公務員或約聘職員,一直被剝削的時間,說不定比金錢更多,就這樣慢慢跑文、層層核銷,有時還會趕在關帳前一天大爆走。
 許多公私立的大學助理教授和副教授,面臨著升等壓力,只得不斷的接計畫、發表期刊,平時還要上課。在大學裡,管理這些計畫核銷的人員,有很多是約聘人員,甚至學生或教授本人,並非公務人員或專門人員,許多的法源依據也不清楚,也不像許多公部門,要規定人員上滿幾堂採購法的課程才能執行業務。而在過去,沒有人來抓,偶一為之的「便宜行事」,也就得過且過,加上廠商多半都是用「什麼發票我都能開」來遊說。從去年查出某廠商的資料後,案件就像滾雪球一樣越來越大。我們不排除,在制度面解決前,學校會不會像個驚弓之鳥一樣,加倍的審核,而加速拖垮這個原先就不甚友善的研究環境。
 三位學術相關的首長發表了聲明:勿以貪污辦教授。

但是,我反倒想問問這些首長,你們知道一般民眾對事件的看法嗎?多數在社群媒體上發表的意見都是「只要違法,就是錯的」,以這幾年流行的口號「公平正義」來看,到底是要站在哪邊呢?從嘉義大學余哲仁教授的判例,我們的規定和制度有因而改善很多嗎?至少,目前為止,檢調和法官無法從現有的制度與證劇清楚的判定,到底誰只是便宜行事,無中飽私囊之嫌,誰又是真正侵吞公款的人,所以最簡單的方式,就是一律辦理,怎麼能叫他們去從寬處理呢?

三位學者首長應該要做的,不是跳出來呼籲或道歉,是如何從自身的單位做起,達到上行下效的效果嗎?

無論是科學與媒體、科學研究與法治,我們都應避免「專業的傲慢」。大眾應明白科學家仍擁有一定的「專業」,但並非什麼都會,當然科學家也不應把自己一直關在象牙塔裡,逃避這些不擅長的問題。根本之處,應該是結合跨領域的力量,從編列和審核的制度著手,建立一個比現行更完備的制度。國科會和中研院這種審核和專責研究的機構應該更需要跳出來面對這件事,探討科學研究中實際發生的問題,給予學者適當的協助,不是單純的砍預算,或者是說xxx不能核銷等等。

從小到大,我們受到法治教育多半是在國小的社會課、中學的公民課等等。這些課程告訴了我們許多「法律常識」與「公民素養」的事,就如同學科學要讓我們有「科學素養」一樣。但法治教育不足、對現行制度充滿著疑問,卻要奉行「依法行政」,其實十分詭異。實際觀察人們的互動,無論是公民素養還是科學素養,顯然的十分不足,這難道不是教育部該力行的方針嗎?

身為一般大眾與納稅,想要知道的,不過知是錢是否「用對地方」,核銷制度的複雜,人們看不到,人們只會知道自己所得的納稅、勞健保費怎麼算而已。這類核銷的難度,是科學界的災難,但換個角度說,不實的帳目,卻是人民的損失啊!不希望看到災難,也不希望財產的損失,只希望該認錯改進的地方盡快完成,這也是科學和法治共同的精神。  

2013年1月9日 星期三

我的愛,請全部帶走(大海)

「如果大海能夠,帶走我的哀愁,就像帶走每條河流。」張雨生的名曲「大海」,情感豐沛,扣人心弦。大海的確接收了河流的一切。
但你能百分百確定,大海永遠都會無私的包容嗎?Frank Schaetzing的「群」書封後的引言說道:「當大海有了智慧,第一個念頭竟是殺人……」就像一本驚悚小說一般。

「群」罕見的以小說敘事手法呈現的科普,除了引人入勝,也不禁令人省思,為什麼大海有了智慧會殺人?生物間的合作,又有什麼樣的利害關係?所謂「智慧」「合作」、「利害關係」,不過是人類對於生物的行為的一種詮釋,畢竟,我們是以自己這個物種的角度來看待這個世界,冠上自己習慣的名詞也無可厚非。書裡面將人與人之間的互動、驚悚小說的情節寫的讓人彷彿置身其中,甚至也把海洋生態擬人化了,在必要的時候穿插一些相關的科學背景知識,讓讀者「不知不覺」中吸收了相關知識。這個學問就大了!第一,寫故事不容易,寫的動人就更難了,這還不打緊,Frank Schaetzing還加入了海洋科學的淵博知識,讀者就隨著無國界的洋流環遊世界。他並非科學家,卻實事求證,有科學背景、愛好寫作的我,讀了這本書之後,不禁自覺渺小。

四週環海的台灣,本身就充滿著「海的故事」等著發掘,遠方太平洋的海水「黑潮」,經過我們的身邊,又朝日本直奔而去,我們有幸能得到溫暖海水的恩賜,蘊含豐富的海洋生態寶庫。

這溫暖的海水,難道就僅僅是海水自己的故事,與河流無關嗎?喔不,溫暖的海水,還帶來了濕潤的空氣,台灣也因而潮濕多雨,看那寬廣的濁水溪、大甲溪河床,當颱風經過時,滿滿的都是水!颱風的形成要素之一就是溫暖的海水,而颱風除了風強成災,也帶來豐沛的水資源,所以,萬一哪天颱風不來了,才更要擔心!

河川與水是怎麼樣的關係?追根究底,河流是這趟水之旅的「國道」,匯集了四面八方的雨水、泉水,這些水如同地球的生命,源源不絕。別小看這些「水」,要水覆舟比要它載舟容易得多,逢年過節,國道不是常常車子塞到滿出來嗎?這些水在颱風多的夏季,三不五時就會滿出來,其實滿出來也不打緊,尼羅河的氾濫,帶來了豐沃的土壤。但問題就是在滿出來的時候如果有人、有住家,那就不太妙了,記得八八風災時,沖走無數棟知本溫泉旅館的大水嗎?又或者是好幾年前漫到整個台北捷運裡的納莉風災,或許有人說:為什麼經常會有這樣的災難?這些現象早就存在已久,台灣受到板塊擠壓而日益增高,在海邊堆沙時,抓起一把沙往上堆,沙堆不止會長高,還會往旁邊堆,加上從旁推一把的水,把山上來的石頭,帶的更遠。

土石流的流速每秒可達10公尺,但可怕的不是流速,而是被這個速度推著的土石,土石撞到硬一點的山壁會轉彎,如果是撞到軟一點的山壁,就從山壁上再切下一些土石。土石流才不管你家在哪,它就往低的地方跑,如果你家擋了它的路,不好意思,它會穿過你家的門窗,甚至順手把你家也牽走。

 當然啦,在水沒有滿出河道的時候,河川是人類很棒的朋友,大家都知道它可以發電、飲用、洗滌、養魚……等等。河川從山上帶下來的砂石,是建材中的極品,聽過海砂屋的可怕吧?就更顯得河砂的可貴,尤其是從中央山脈帶來的石英砂,更是極品中的極品,大安溪、大甲溪都是有名的採石場;而秀姑巒溪的石灰岩也是水泥的重要原料,供人泛舟只能算是它的無心插柳,另外一些在西南沿海那些黑黑的、有時候臭臭的砂子,當然不是隨海浪打上來的,而是從山上來的,裡頭的養份可以滋養農作物,也有益於養殖魚業。砂石被河川帶走了,那留下的是什麼?太魯閣峽谷可是舉世聞名的地理景點,但我們總是在外面讚嘆完,回了家,忘了自己接受多少大自然的恩惠。

海水是鹹的,那河水呢?想當然爾是不鹹的,但海水納百川,為何總是不會變得淡一點呢?海水裡的鹽份來自於陸地,岩石中的成份……等等!或許你已經發現,河流除了把淡水帶到海裡,也貢獻了一些鹽份,即使是鳳毛麟角,累積起來也是不可思議的多,全世界的河川每年倒了30億頓到海裡。不過在地球形成後沒多久,海水的鹽就已經和現在差不多了,河川倒入的淡水和鹽類、海水的蒸發和降雨,巧妙的達到一個平衡狀態。

 

污染,可以說是水帶走的哀愁,而且有些污染物會長長久久的留在海裡,就像「大海」的歌詞所說的。前陣子在科教館的飛閱台灣特展,裡頭從上方拍的二仁溪,溪水是竟然是「紅色」的!紅色的物質並非泥沙,而是貨真價實的廢水,廢水不是不要喝到就好,海中的生物,隨著大魚吃小魚的食物鏈,把毒性累積下來;就算魚死掉了,這些毒物還是留在海裡,久了,哀愁的不是魚,而是大海。難道,要等到有天全世界的魚都不能吃了,再來煩惱嗎?而綠色和平組織也一再強調:衣服不是洗過就好了!許多成衣業的世界大廠,在洗染衣服時,使用了壬基酚聚氧乙烯醚的環境荷爾蒙(簡稱NPE),雖然經過洗滌後不會直接接觸人體,但NPE一樣流進了河川、大海,甚至分解後變成壬基酚(NP),更是第一類毒性化學物質,這些東西人們丟在海裡,總有一天還是跑到我們的肚子裡啊!



當然,哀愁的還不止這些,建水庫、攔沙壩可以蓄水、發電或防洪,但是過度或者不正確的設置反而有百害而無一利。比如說,把水擋住了,那迴遊魚會告訴你:「可是,我回不去了!」把沙擋住了,看起來是不錯,但是海裡的浮游生物會說:「我的食物咧?」而海岸沒有了沙子,除了來源切斷,還有另一個原因:港口、堤岸和消波塊的錯誤設置,下面新竹南寮魚港的空拍照,看起來好像多了點陸地,但是突出來的堤擋住了沙子,旁邊的海岸線只得不斷的後退,為了防止海岸線後退,又加了消波塊抵擋,殊不知這是螳臂擋車的行為。

坦白說,河流的故事說不完,但我們應該都希望,河流是清泉、是甘露,深邃而清澈。我的故事或許沒有說的像Frank Schaetzing般動人,只是想嘗試著讓你我領會,躺下來,流進大海這漫漫長路。    

2012年12月6日 星期四

2012第一份聖誕禮物

這麼好?聖誕禮物?
還是科教館送的!不是啦,這是新版的郵局便利箱啦~~


其實這是參加科教館的飛閱台灣部落格徵文比賽的獎品,
雖然沒有得到夢想中的投影機,但佳作獎品也不賴啦XD
而且部落格也打了點知名度嘛~~


信封裡藏了什麼?


哇!除了一張精美明信片,還有二張變形金剛展的門票耶~~


接著是USB發光風扇、科學家徽章(大家可以猜猜誰是誰),不起眼的環保筷~~


看起來蠻酷的紙喇叭~~還有右邊兩本冊子,飛閱台灣那本我好像有三本了,想要看的人可以問我XD

 
最後是三本刋物,我也從來沒看過,來參考一下。

「據說」獎品價值約1000塊,如果用這個角度看是該失望
但無所謂啦,至少有些還不錯的東西,變形金剛門票也不用再買了XD

2012年11月26日 星期一

Pansci—MIC IV:未來

後來回到家才想到,其實這次的MIC有個很重要的問題沒討論到。就是Pansci「未來」將會怎麼樣?XD
z編:驚!(設計對白)
其實在Pansci的眾多作者中,我算是小小的一個,而且是9月才加入的新夥伴。不過我與Pansci一見如故,話說,我姓名的英文正是Pan開頭啊!此時不共舉杯立投名狀……不是不是,是此時不加入作者群,更待何時?


成為科普編輯與Pansci作者的二三事,改天再另闢新版面,今天要來聊的是MIC IV的心得……

「有梗」是時下最吸引人的元素,所以不管做什麼都要有梗!不止Pansci360的活動,Pansci本來就是一個充滿梗的平台,從一開始國威的分享,除了讓大家了解泛科學成長茁壯的過程(現在算是「壯」了吧?),也激發了在座各位的情緒,這也是媒體人最大的優勢,也是Pansci最大的優點!
 第一道高能粒子束「英凱」,如果要說我最羨幕他的,應該不是研究,而是那Baby face(誤)!他試著融入許多電影、日常生活的例子來鋪梗。最令我驚豔的是,從細胞到二千兆的民主社會,一整個就是從微觀到巨觀,根本就跟我研究所時期研究的砂箱實驗(見實驗室裡的巍峨)一模一樣,想當然而這麼「複雜」的東西很難用很簡單的科學方式來表現。而中途插入的正妹玩複擺更是另一高潮(我一直覺得一開始是故意失敗的XD),總之,是個很舒服的talk!

複擺影片:
 http://youtu.be/SEkbRasZT8o


第二道粒子束「志清」更是不得了,從頭到腳就是一個喜感人,感覺就是研究團隊裡的開心果,但這個角色十分重要,這種衝突在一個團隊中是必要的,因為要論科學,研究人員絕對都是一等一的,論仔細,那更是不在話下。在南極可以說是十分艱辛的工作,卻能說的一派輕鬆,說真的,更期待回來的分享,希望回來後能分享給Pansci的大家!
 說真的,我希望的未來,其實是曾志朗先生的名言:人人都是科學人。

2012年10月29日 星期一

明天會出太陽嗎?

「會。」


  我會這麼回答其實因為這是一句廢話,大多數的人都知道太陽東升西落是地球自轉而觀察到的現象。所以沒意外太陽明天一定會出現,只是未必會從雲層中探出頭來。


  但如果你明天要出外踏青,問「明天會出太陽嗎?」不過只是想知道隔天是不是適合出遊的好日子,這時大多數的人不是看新聞天氣預報,就是上氣象局網站,取得天氣預報資訊,當然,許多電視新聞的資料來源也是中央氣象局。


  談到氣象局的預報,說準說不準都有人在,那氣象局預報究竟是準確還是不準確呢?氣象預報是經由觀測資料以模擬演算出來的結果,本身就存在著許多不確定性,不是說今天把電腦換好一點、程式寫好一點就會準確預測。換句話說,其實標準不在氣象局,而是在每個人的心中。


 


就拿「降水(雨)機率」來看好了,但量化的降水機率反而讓一般人不易理解,很多人看到隔天的降雨機率30%,就決定不帶傘出門了,結果淋了落湯雞,好像怪不得別人吧?


依中央氣象局網頁上的定義,如果今天是臺北地區的預報,在未來的某個時段內(一般是12小時,鄉鎮預報中則有3小時逐時預報),有70%的降水機率。我的解讀是:「有蠻大的可能會下雨,帶著傘或機車上帶著雨衣以防萬一好。」就算是沒有遇到下雨,我也不認為今天的預報不準,我會想今天遇到的是30%的好運氣。至於如果是看著30%的降水機率,我也會看「我今天要去的地方是哪裡」,如果是很容易能遇到超商買雨傘雨衣的地方,為了減輕背包重量我會選擇性的把雨傘拿出來。


以機率來表示,就表示了不確定性隨時存在,就如同先前筆者討論颱風路徑預測的文章,越接近的時間點理應越準確,而越遠的時間,當然也不確定,氣象局也提供了鄉鎮預報、逐3小時預報等等服務,也是因應目前網路發達,大家很容易的就能取得最新資訊,增加民眾對氣象預報的信任度。別國的預報會比較準嗎?為什麼經常颱風來了記者會引用CNN的報導、國外的路徑預測?套句變形金剛三的經典台詞:「為什麼狂派的武器比較炫?」看看這幾天美國NOAA的對珊迪颶風的潛勢圖吧!人家也是用相同的方式呈現,甚至70%的機率範圍還比以往氣象局畫的範圍還大,警戒區更是超廣闊,其實許多先進國家的技術皆相去不遠,氣象預報影響了經濟、社會與民生,人民也十分關心,不準確是不行的!而日本氣象廳的短時預報,也是僅以6小時為一個時段為區間預報,這樣一比較下來,我們也是不落人後不是嗎?

     
    即便如此,有時無論是個人、政府或是各個民間公司,為了辦理活動或是營運所需,需要更準確的氣象預報與評估,除了中央氣象局開始提供行動app、鄉鎮氣象、生活氣象等服務,近年來成立的「天氣風險管理開發公司」,便是一個專營客製化的氣象服務的民間公司,擁有專業的證照,即使是分析預報也不會踩到氣象法,並且可以進一步以提供服務來營利。要知道,除了農業是「看天吃飯」,天氣變化還會影響到許多不同產業!溫度的變化,會直接影響服飾業與餐飲業,甚至許多服務業的行鎖策略也是跟著天氣在跑的。而針對民眾,天氣風險公司更提供了「鼻子過敏指數」、「遛狗指數」等富創意而實用的指數,這些指數,無非是讓大家更了解預報結果的意義。     

 
筆者並非從事氣象行業,不過卻十分期待政府單位與民間的競爭,或許更好的方式是,「各司其職」。企業需要專業的天氣分析可以委託民間公司,而政府決策和則是透過網路或電視能得到天氣,一般民眾擁有自己選擇自己適合的呈現方式,甚至可以合作進行科普宣導,讓人民真的能「生活中有氣象」。