2018年8月26日 星期日

防洪沒有「保固期」的,「永不淹水」的保證才是詐騙話術


水患剛過時就要談理性、科學,一定會有人覺得我在講幹話,所以您認為科學家只會講理想的幹話、沒有同理心,建議就別看這篇了。此外,如果您對以下的認知深信不疑:

  • 總統和行政院長應該要第一時間去看災區體民所苦,而不是坐鎮災防中心。
  • 會淹水一定是政府腦包、不懂治水,白白浪費千百億治水預算!
  • 不是說建立海綿城市就能防洪嗎?建設到哪去了?
  • 這不是颱風,怎麼會淹成這樣?什麼低氣壓的怎麼會比颱風嚴重?

任誰也無法改變上述您的想法的話,也建議您看到這邊就好。因為我還真不知道在認知落差如此大的情況下,如何進行災害管理的溝通。但如果您想再多了解一點對於這種極端氣候災害,我們要如何看待政府對水災的防治,要從哪個方向嘗試自保自救,還是要從「淹水的成因和因應」談起。

「雨下在哪邊都一樣會淹水」是事實,但為什麼從政府端的口中說出來,會被當作是幹話呢?因為,確實有些是可以預先做的,但並不是單單只有硬體建設。所以如果此時政客跳出來打包票說:「我來就可以保證不淹水」,就算他是大禹再世,這還是句幹話,等到那個政客上了台,還是會遇到一樣的問題。況且,大禹當初未必也把水治好,所以像是這樣以大禹治水來評斷現今政府治水不力的論調,更是幹話中的幹話。

右圖來源:維基百科

歷史課本和童書上沒告訴你的大禹
大禹治水,或許已耳熟能詳:大禹他爸鯀花了好多年,用築堤防堵的方式仍無法止住洪水氾濫,而且送了老命(但此說法不一),屈原在之後還在楚辭天問中替他說兩句公道[1],可惜多數的書上也少有著墨。換了大禹來做後,他走訪各地、實行疏通排水、三過家門而不入,最後解決了洪水問題,也因此當上了天子共主,創建了夏朝。不過,你真的相信「不再有洪水」完全是大禹的功勞嗎?從目前一些研究的角度來看,比較有可能的情況是…

大禹是個很幸運的水利署長,因天時地利人和,從政之路自此平步青雲(誤)。

為什麼這麼說?從一篇2005年在中國發表的古氣候研究中便提出了一種看法:古氣候顯示在西元前4200年~西元前4000年間,是全球多處發生氣候異常的時期,而在西元前4000年之後,氣候趨於正常[2]。因此從科學的角度合理推論,除了一方面大禹改變了治水之道以外,自然環境的變化如洪水發生頻率降低、河道逐漸穩定不再改道、天然的植被穩定生長而有了水土保持,也可能是洪災減少的原因。此外,再近一點的研究也指出當時曾有地震、堰塞湖崩潰等現象,帶來了非常極端的洪水事件[3]。從上述兩種洪水來源來看,要將這樣危及民生的大規模洪水給消除,是不可能的任務,尤其是堰塞湖事件,如果鯀的治水不力是栽在這,我只能說他運氣實在太差了。

為什麼沒有專家敢保證「永不淹水」
因為這種事根本不存在,要做出這樣的城市,就算蓋個50公尺高的馬莉亞之牆,再搭配個數萬台抽水機,還未必能萬無一失。最大的原因就是,我們根本不可能去找到最極端情況的氣候來設計工程,而且全世界都做不到。

「可是我看國外都會說200年不怕洪水什麼的啊!」

「200年洪水周期」一詞只是在形容降雨和洪水的「程度」,並不代表做了200年洪水周期設計的設施就保證200年內不會淹水,因為實際上這是在說明氣候的極端值統計結果,比較完整的說法是「200年洪水『再現』周期」。200年才會發生一次不等於每隔200年才遇到一次,有可能一下子連發生個兩次,之後又很久很久才會出現。而用200年來作為標準實施防洪排水設計,是極高規格的設計,全台也只有台北市針對淡水河能做到200年洪水周期的程度,而且還是花了上千億、歷經好幾任市長才做到,其它主要河川多數還是用100年洪水周期,而區域排水甚至只有10~25年的洪水周期。

不能把所有的設計提高200年、300年再現周期嗎?除非我們有天文數字等級的治水預算。放眼國外,日本也會有發生洪災的時候(2018年西日本大豪雨)、2016年德國、法國也都因連日暴雨而有嚴重災害,這些國家都是我們政客口中常拿來作治水借鏡國家,但他們也還是會遇上有水災的情況。甚至,今年(2018)的三月在智利北部「阿塔卡馬沙漠」因「24小時降下24.4毫米雨量」而產生超嚴重洪災,這個雨量放在台灣,完全不會有問題,但在幾乎沒雨的沙漠,卻成了極端、設想之外的情境。所以才會說「雨下在哪邊都一樣會淹水」是事實,而我們要思考的,是如何因應這樣的事實。

執政者不要再打包票、在野者不要再打口水戰
在水災過後,若拿出科學論述來說明治水難以百分百防水,一定會有人問:不然我們每年花錢在建設是在花心酸的嗎?治水不就是要面對極端的洪水?

但我們不妨換個角度想:我們會藉由各種護具和措施來預防運動傷害,但也不代表戴了護具就能百分之百不受傷,難道你會在正常使用護具、護具也沒有製造瑕玭的情況下受傷時,向護具廠商求償嗎?又如果是這樣,你會選擇完全不防護直接去做有風險的運動嗎?

同樣的道理,以任何人為工程治水應該只能視為「其中一種保護措拖」,而不是「唯一的防治手段」。

可悲的是,在政治或媒體的聲音中,總把工程治水當成唯一手段,期待自己是禹而對手是鯀、期待自己不會遇上極端事件,等到自創的神話被戳破時,再說對方沒有科學素養就好啦。

缺乏防洪的科學素養是誰害的?身為地球科學的科普傳播者,自己也該負點責任,本文最後會附上相關的科普文延伸閱讀。只是,還有另一個問題根源:

對於洪災,我們永遠都「只在談治水」。不分政黨,在野的總說執政者治水不力,說自己上台就能好棒棒的解決問題,等到輪替後就是換個角色互嘴而已。

永遠沒有人去探討風險管理,是不是災害應變計畫,也沒有人去談科學傳播的問題,政論節目上只有被批判的專家而沒有真正的實話。這就是目前對於水災,我們最大的認知落差所在,如以下節錄的研究:
 
居民在88風災災後的觀點整理節錄。摘自陳永森(2014),極端氣候影響下潛在災害區居民環境識覺、調適行為之研究-以八八水災後屏東縣林邊鄉與佳冬鄉為例。

那我們到底該怎麼面對洪患威脅?
各種疏洪、防治措施並不是沒用,而是光只做這些還不夠。就算加上近年來興起「海綿城市」概念,做了各種透水、滯洪池的規畫,也還是不夠。這種短期面向雖然做了大家很有感,但就算不偷工減料的做了,還是不能保證不怕淹水…所以我們才需要強調長期方面該做些什麼。

防災宣導方面,私以為至少讓大家理解「自己可以做什麼」,像是購買颱風洪水險、主動去查詢淹水潛勢圖、了解氣象報告等等,都是不錯的方向。身為一個科普人,我認為自己即使有在做,但永遠都覺得還不夠,政府端做的…就更不用說了。所以,我並不認政府完全沒有責任,以災害管理和風險溝通方面,責任包括了政府、媒體、人民,政府教育民眾不力、媒體只會煽風點火,民眾只想看現成的成果都是問題,今天如果大家已經知道淹水是必然,必須想點不同方法面對,絕對還能再減一點災情。

此外,或許越來越多人知道水泥化的都市是不好的,會讓洪水的問題加劇,但人越來越多、都會區和工業區越來越多,永遠都止不住都市與建設的擴張。那怎麼辦?當有一天,開始有會去思考未來30年、50年的主政者,去規畫所謂的施政藍圖、都市計畫,甚至是完整的「災害應變計畫」,就是真的有最糟糕超出所有設計時該怎麼做,不是等事後發放補償金就好。將順應自然的成份考量在裡面,加強與民眾對話而非單純為政治辯護,才可能實現「少一點口水,永不怕洪水」的理想。

參考資料與延伸閱讀



2018年8月8日 星期三

[潛入JAMSTEC系列文:導言] 比海深的科學,無止盡的發掘

阿樹說前言:本文為一系列參觀JAMSTEC(日本國立研究法人海洋開發機構)的導言,後續還會有數篇各種設施和船舶的參觀介紹,敬請期待~~

近代的科學發現與進展,有許多是來自於科技的進步,譬如當我們有更先進的望遠鏡,就能看到更遙遠的星星。深海6500(しんかい6500)所扮演的角色,就是帶我們航向仍充滿未知的海底,而地球號(ちきゅう)則是帶我們探索難有進展的地下。

關於しんかい6500和ちきゅう兩大主角的任務
為何深海如此未知?用一個簡單的例子,就能說明我們對海水面以下的認識就像遙遠的宇宙一般缺乏。現今我們國土測繪的地形,解析度已達2公尺,而光是運用時下流行的空拍機,就能得到更精細的資訊,但到了水下,受限於水下各種物理化學性質的多變,解析度差了快兩個數量級。深海6500的任務,就是讓我們能「直接探索」海底深處的一切。
在JAMSTEC橫須賀本部的深海6500(しんかい6500)


而對於海床的地底下,我們的未知領域更多、更深。以地球號的設計來說,可鑽探至「海底以下7000m深」的能力,那深度足以到達地函(註1),我們對於地函的認識,是由地震波、地表野外岩石和實驗室模擬間接得知的,所以想要了解地函「到底是什麼?」的夢想(註2)或許目前也僅能靠地球號達成了。此外,像是地殼深處的生命、巨大斷層帶的成因等等,也都是這艘船的研究目的。
停在清水港的,只能遠處仰望才能拍到三十層樓高的井架啊

為什麼探索未知很重要?
但話說回來,為什麼我們需要了解這些「未知」的科學?對我們的生活有什麼幫助嗎?從本質上來說,要知道某個未知事物「有沒有用」、「有什麼用」,都得要在發現了之後,才能討論。還未發現,不代表重要的事物不存在;而不去探索,也永遠不會知道它是否存在!

我自己也曾有疑惑,如果是為什麼不用ROV(Remotely operated underwater vehicles,水下搖控無人載具)去海底拍攝影像就好,還要研究員實際到深海看看?

親眼所見和透過螢幕看還是有很大不同,就像地質學家還是需要親自去現地採樣一般,光看看幾顆岩石標本搭著現地照片,還是有一堆研究上的限制。深海6500能實地觀察海底的斷層位置、地球號的深鑽能力則能一窺海底下斷層面的特徵,或許這些發現能在地震研究有所突破;如果研究僅仰賴間接的資料,我們也可能會錯過不少重要發現。

同樣的道理,或許能用來解釋「為什麼我們要去參訪研究機構與設施」。親眼看到這些研究工具、親耳聽到從事研究或開發的人員跟我們分享這些工具的意義,至少可以讓沒有在第一線研究的我們能體會研究者的努力、心境,以及研究本身的精神所在。以從事科普傳播的我來說,這樣的心境是有助於自身思考「有什麼是很重要、值得跟大家說明」的科學。

值得學習的科普精神
因此,我想「讓大家知道JAMSTEC在做什麼」是件很重要的事,除了可以讓大眾知道稅金是被用來做哪些重要的事,也能透過各種科普活動來引起大眾對JAMSTEC的興趣,包括新聞稿、設施與研究船公開參觀、各種見學,以及自行建設或與其它單位合作展示科學與科技成果等等。以本次行程所見,個人覺得有許多可供國內學習的地方,因為要把這件事做好,必須結合科學和傳播的專業,至少在行程中有充足的解說和資料可以讓我們更理解設施與相關研究。附帶一提,深海6500還有出現在許多日劇、電影都有出現(日本沉沒、潛入深海),雖然多數人無感,但對地科人來說它才是主角啊!當然藉由流行文化的曝光,也讓更多人有認識的機會,也是很好的傳播。

而在參訪中也意外得知,JAMSTEC有許多一般事務職員也具有相關科學背景,也有從研究人員轉為事務職員的情況,因此無論在許多跨領域的工作上,能銜接的更好,這也是我覺得不管在任何機構中都十分需要的元素。至少就科普傳播上,有專業背景的加持,就減少讓人誤解的可能,至於傳播效果如何?我沒評估過,但從本參訪團在各場館的瘋狂拍照、在各大記念品展現的購買力,至少對我們是十分成功的。

至於有人有問過阿樹要怎麼去參觀JAMSTEC,這邊簡單舉出幾個方法供參考:

方法一:等設施公開或是有演講活動的時候去
每年都會有一些設施公開,詳情請見官網的広報活動(日文)或Public Relations(英文),不同的設施也都會有些展示場,如橫須賀本部、橫濱研究所皆有,有時也會舉辦科普活動演講。

方法二:自行揪團前去「見學」,詳情一樣請見官網的広報活動(日文)或Public Relations(英文),但可能需要懂日文(英文應該也可以,但阿樹不確定)
總結來說,方法二要先預約,並且要配合官方的日期,方法一則是較為容易達成,但要等公布才能買機票就是了)


註:在地球分層構造中,大陸地殼厚度學30-50km,海洋地殼則為5-10km。

2017年11月6日 星期一

跨個年就能改變地磁場?那真的比萬磁王還要狂!

又看到了讓人白眼翻過後腦到後背的蘋果「獨家」新聞報導《【獨家】300萬人瘋跨年倒數 讓研究團隊發現北捷影響地磁場》,雖然早就見怪不怪了,但就是忍不住要抱怨一下。別再說什麼認真就輸了、去看相關報導底下網民對研究的酸言酸語或是錯誤理解(譬如說研究很無聊、北捷會害大屯火山爆發嗎?為什麼北捷會影響全球磁場…等等),就知道這不認真不行啊!

先說一件最重要的事:
並不是研究有問題,是新聞的論述有問題!
並不是研究有問題,是下標的方式太奇怪!
並不是研究有問題,是腦補的報導太過頭!

更不用說後來的自由時報的《蝦米?北捷竟能造成地球磁場異常》和UDN的《創全球之先重大發現 跨年夜北捷載量大改變地球磁場》以及其它各式各樣的延伸報導(這邊民視新聞的影音動畫),這些報導至少都犯了二個錯誤,其中第一個大問題都出現在標題,讓我們看一下幾個標題:
  •     300萬人瘋跨年倒數 讓研究團隊發現北捷影響地磁場
  •     蝦米?北捷竟能造成地球磁場異常
  •     創全球之先重大發現 跨年夜北捷載量大改變地球磁場
地球磁場可以被人為改變嗎?不行!這也是最根本的錯誤,因為目前依「 自激磁學說」(Self-excitingdynamo)所認知的地磁場成因,是受外地核的液態金屬運動產生,地表的擾動對其影響太小。而地球磁場的量測所量到的資料僅僅就是「總磁場強度」,詳細方法請見此連結,因此眾多報導犯的很大一個錯誤,便是「地球磁場」和「量測地球磁場」的差異傻傻分不清楚。

先談地球磁場怎麼量?
而這之間的差異究竟在哪呢?磁力儀量測地球磁場的時候,不僅僅會量到地球本身的磁場,還會量到各式各樣的訊號,包括太陽輻射、太陽磁爆、地層中的金屬礦物、地震或火山的前兆(目前還不能百分百確定,這也是此研究布設儀器的研究目的),以及這篇報導提到的其他人為來源。
「magnetometer」的圖片搜尋結果
除了地面以外,海上、空中(如圖用直升機)也能作磁力觀測。圖片來源:wiki
 
因為量測只會知道總結值,無法知道是各別的來源貢獻,科學上最直接的方法就是用多台儀器、多地設置的方式,用各種交叉比對的方式來推估,所以這篇報導的研究,就拿了台北的幾個測站和花蓮的測站相比,試圖找出原因。現在大家都知道結果覺得很容易,問題是研究本身是預先不知道這個因素,加上國外也沒有前例能明確指出是捷運系統導致,因此最重要的關鍵是「跨年的加班營運」。因為這個營運等於幫研究額外作了實驗,沒有延駛的狀態在這樣的情況下成為對照組,所以回過頭來,我們只能說研究能告訴我們的是:

    捷運造成的磁場變化影響地磁場觀測結果

如果嫌這個標題不吸引人、不會有人看,不然起碼也把地球磁場後加上「觀測」二字,這樣起碼不會錯這麼大。畢竟「影響地磁場」是一個極為強烈的因果句,很容易誤會成它影響了地球本身磁場這件事,殊不知只是觀測結果受影響而已!

當然啦,用嚴苛的角度看,其實有幾個標題還是有問題,因為造成磁場變化跟人多、載運量大一點關係都沒有,不然人人都萬磁王了好嗎?實際上問題是聚焦在車子運行時的電流影響,所以車班多、營運時間才是關鍵。

圖片來源:Pat Loika



然後又畫錯重點了…
至於這樣的研究最大的貢獻在哪,阿樹覺得絕對不僅止於是上述舉出的報導中所強調的「捷運產生雜散電流」、「磁場對人體影響」諸如此類的問題。可以先想一下,我們每天坐捷運多久?離軌道多近?以及最重要的「2萬nT的磁場強度是多大?」話說,文中寫的2萬nT=0.02mT,電冰箱的5mT比這個值多了250倍,要擔心電車不如先擔心電冰箱吧?真要擔心的話,恐怕也不能待在地球上了,因為背景地球磁場也是介於2萬5~6萬多nT的哦!

但是,不提捷運電流和磁場對人影響,這研究對「一般人」有什麼相關呢?其實我們只要問一個簡單的問題就好:「為什麼要觀測這個」?

多數報導文中其實都有提到,這幾台磁力儀是用來「監測大屯火山活動」而已設立的,前面也提到了觀測值中有balabala的一堆,所以實際上我們把「火山和地震的前兆當成觀測目的」,其它所有的值都是要濾除的雜訊,要濾除就要先弄懂所有雜訊的來源,而捷運行駛影響的因素則是因在世界上罕於觀測並定義出來,也因而能夠登上期刊發表(重點也不是那期刊多頂級,是為什麼能登上該期刊)。

而監測大屯火山本來也就是件對民生十分重要的事,弄清楚如何更能濾除非地震的訊號,不是更重要的成果貢獻嗎?實際上地震或是火山活動的許多監測方式,都是在找「異常事件」,但異常事件還得要排除各種可能,才能聚焦在地震或火山的因素上。所以要找這種前兆是辛苦的工作,並不是加減乘除就可以解決的!科學家的五年功,全都在這邊,一瞬間的報導若是偏了,也就弱化了他們的貢獻。

如果被我一講後,你覺得這個研究跑到了遙不可及的象牙塔中,不妨一想:

或許你會發現,跨年倒數的時光,可能貢獻了你最在乎的情感交流;但你不一定會知道,當天末班延駛捷運,正在放出科學家最在意的微小電流。

謹以這有點超展開的結尾,提醒大家,研究的重點和報導的內容不太一樣。
大眾多數希望研究成果可以很簡單的告訴我們結論,但通常的科學觀測和研究上有意義的結論,都會比想像中的複雜一點,所以阿樹才立志於轉譯這些事情並分享!

「台北捷運」的圖片搜尋結果
圖片來源:維基百科Subscriptshoe9


最後附上研究文獻的全文連結:

延伸閱讀: