【科學研究示警!氣候變遷可能加速傳染病擴散】
—蚊子越來越不怕冷!登革熱、茲卡病毒進攻溫帶區
根據聯合國政府間氣候變遷小組(Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC)的報告,20世紀全球地表平均溫度增加約攝氏0.6度,而中高緯度地區的增溫幅度尤其明顯,且冬季增溫明顯高於夏季。
根據IPCC 氣候模式預估,2100年時,這些地區地表平均增溫可高達攝氏3∼5度。這一全球地表平均增溫現象,對每一個地區的天氣系統都有一定程度的影響,而越來越多的證據顯示,全球的暖化已足以引起許多地區氣候系統的混亂、對生態系統的衝擊,並危及人類的生存環境。
試想如果熱帶雨林消失,其連鎖反應的最終結果可能是什麼?首先,最具代表性的是導致當地氣候更趨乾與暖,而土壤的乾燥與有機結構流失的結果,會使當地在大雨時易氾濫成災,進而造成洪水、水污染、農作物受損與病媒傳染病傳播途徑的改變,危及人體健康。同時,森林的消失造成大氣中二氧化碳濃度上升,間接導致全球氣候變遷,並對人體健康產生影響。
隨著人類對環境的衝擊程度增加,維持地球生命的系統正產生大規模的改變。世界各國除了積極宣示對全球性溫室氣體排放予以管制,擬定並簽署公約外,也從生活及產業著手,研擬降低排放溫室氣體的管制策略,並在環境衝擊、生態衝擊及公共衛生衝擊上研擬因應對策。在氣候變遷對世界各國公共衛生議題的衝擊方面,目前舞少包括 4 個主要面向,即「熱效應」、「極端事件」、「空氣污染」與「傳染性疾病」。
■傳染性疾病
傳染性疾病的傳播動力學及生態學極為複雜,不同疾病在不同地方的表現經常十分獨特。某些傳染性疾病的傳播方式是人直接傳染給人,有些則透過一個中間病媒(例如蚊子、跳蚤、蜱等)傳播,也可能藉由感染其他物種(尤其是哺乳動物及鳥類)而發生。
動物性傳染病的傳染周期自然存在於動物族群中,當人類侵犯到這個生態圈或環境遭逢破壞與瓦解時,疾病則會伺機傳播到人類身上。舉例來說,各種齧齒動物會依據環境條件及食物可利用性,來決定其族群的大小及行為。1991∼1992年聖嬰現象的豪大雨過後,老鼠族群的大量繁殖被認為與美國漢他病毒肺症候群的第1次爆發流行相關。
由蚊蟲傳播的疾病,常在大自然受到某些因素干擾後流行,包括氣象變化、森林砍伐、人口密度改變、蚊蟲結構改變、脊椎動物宿主結構改變,以及遺傳上的變異。氣候變遷也對人類或獸類地域性的流行病產生正面或負面的影響,結果經常取決於疾病本身的特性。[1]
■還以為春夏兩季才會有登革熱嗎?
氣候變遷造成的暖化現象,已經讓病媒蚊不分季節、無時無刻都在蠢蠢欲動,台灣每年4月到11月是登革熱高風險期間,大雨後1週為防治登革熱黃金期,在雨過天晴後的高溫天氣,易形成積水使大量蚊子孳生並產卵,約1週後就能羽化,將導致登革熱流行的機會大增,威脅民眾健康安全。
美國一項研究便警告,50年之內,登革熱和茲卡病毒威脅的人口數將增至10億。美國喬治城大學生物學家卡爾森(Colin Carlson)憂心忡忡地提出警告:「全球公共衛生安全體系最大的威脅,來自於氣候變遷。蚊子只是其中一部份;以後還會有什麼疾病,沒人知道。」
■病媒斑蚊活動範圍擴大,連溫帶都傳出病例
這項刊登在PLOS期刊的研究,針對兩種最常見的病媒蚊-埃及斑蚊和白線斑蚊-移動路徑進行調查,結果發現隨著氣溫上升,蚊子的活動範圍已經擴大到南北半球的溫帶地區,甚至遠及地勢較高的丘陵地。過去只威脅熱帶居民的疾病,未來將蔓延到這些「冷地帶」。
「由蚊子引起的疾病,過去多侷限在熱帶地區,但目前在溫度舒適的溫帶區域,都有病例傳出。」另一名參與此項研究的佛州大學醫學地理學教授雷恩(Sadie J. Ryan)說,拜交通運輸科技之賜,人們的移動更加便利,也助長病媒昆蟲和病原體在全球趴趴走。
■登革熱、茲卡病毒傳染症,和屈公病
蚊子傳播的疾病包括:登革熱、茲卡病毒、西尼羅病毒、瘧疾、黃熱病、屈公病、拉克羅斯腦炎、日本腦炎、裂谷熱等。
其中登革熱、茲卡病毒傳染症,和屈公病,三種傳染病多半會引起發燒、紅疹、和嚴重的肌肉痠痛等症狀。2014年肆虐巴西的茲卡病毒,甚至危害到孕婦病患;母嬰垂直傳染的結果,導致病毒侵襲好幾千名未出生胎兒的腦部神經,進而變成小頭畸形症[2]。
■氣候變遷下未來臺灣埃及斑蚊分布變化趨勢
登革熱,臺灣目前最主要的蟲媒傳染病,透過帶有登革病毒的病媒蚊叮咬人類而傳播。由於蚊子是變溫動物,其生長、發育與繁殖受溫度的影響很大,因此氣候變遷下的暖化,可能會使得原來不適合病媒蚊生存的較冷地區轉變成溫暖適合的地區,進而擴大登革熱的傳播。
除此之外,降雨造成的積水讓病媒蚊得以產卵,特別是間歇性降雨有利於病媒蚊孳生,由於氣候變遷造成的降雨型態改變,可能會使病媒蚊適合棲地產生改變。根據臺灣氣候變遷推估與資訊平台(TCCIP)提供的《臺灣氣候變遷科學報告2017》,百餘年來(1900-2012年)的全臺均溫上升了約 1.3℃,南部山區在2000年後豪雨與大豪雨的發生次數增加,顯示臺灣的氣溫與降雨型態正逐漸改變成更適合登革熱病媒蚊孳生的環境。
在臺灣,登革熱病媒蚊主要有兩種:分布於北回歸線以南且海拔1000公尺以下地區的「埃及斑蚊」,以及廣布於全臺1500公尺以下平地區的「白線斑蚊」。跟「白線斑蚊」相比,「埃及斑蚊」具備較高的傳播力,使得歷年來臺灣的登革熱疫情主要集中在台南、高雄、屏東地區。
「埃及斑蚊」分布與登革熱現況風險的關係如貼文附圖1所示,根據疾病管制署的資料,左圖的黃色區塊為埃及斑蚊的現況分布,右圖的紅色區塊由淺到深分別表示由低到高的登革熱現況風險,可以看出深紅色的高風險區與橘紅色的中風險地區幾乎與埃及斑蚊分布的地區重合,顯示出臺灣登革熱的風險高低與埃及斑蚊的分布與否有密切關係。因此,在探討氣候變遷對臺灣登革熱疫情的影響之前,應先考慮氣候變遷對臺灣埃及斑蚊分布的影響。
臺灣未來的埃及斑蚊分布推估則是使用TCCIP提供的高解析度(5km x 5km)統計降尺度網格化氣象日資料,該筆資料來自於IPCC AR5 全球模式。考慮暖化最劇無減碳之氣候變遷情境(RCP 8.5),全球氣候模式只取基期降雨特徵與臺灣接近的英國HadGEM2-CC、法國IPSL-CM5A-MR、德國MPI-ESM-LR、中國BCC-CSM1.1與挪威NorESM1-M等五個模式。將上述氣象推估資料引入先前建立的埃及斑蚊分布指標後,就可以得到未來的埃及斑蚊分布。
RCP 8.5情境下相對於基期,近未來、世紀中與世紀末將五種全球氣候模式的埃及斑蚊推估分布整合成如貼文附圖2所示。圖中的黃、橘黃、橘、橘紅、紅點分別代表累計有1到5個模式估計該網格點有埃及斑蚊分布。
可以看出近未來(2016-2035年)埃及斑蚊可能會渡過北回歸線的可能性不高;但於世紀中(2046-2065年),則有4個模式估計埃及斑蚊會渡過北回歸線到達嘉義與花蓮地區,並遍布外島澎湖;於世紀末(2081-2100年),埃及斑蚊於西部會往北延伸到臺中地區,東部則會沿著花東縱谷往北延伸到花蓮與少數宜蘭地區。
從埃及斑蚊的北移趨勢可以推測未來臺灣登革熱的中、高度風險區會隨之增加,但同時也表示如能事先針對未來中、高度風險區進行氣候變遷調適,例如: 分配防疫資源、進行地方公共衛生教育,以及社區動員方式徹底進行孳生源清除讓登革熱病媒蚊無適合的棲地。
同時,政府亦朝向減少登革熱對人體的衝擊,積極研發登革熱疫苗、培養蘇力菌血清型H-14與沃爾巴克氏菌達到生物防治效果。期望在有限防疫資源下有效降低全國登革熱的罹患風險,以因應未來氣候變遷造成人類健康在登革熱方面的衝擊,提供臺灣未來登革熱防疫的實證基礎[3]。
■「新冠病毒」疫情已經夠可怕,但是氣候變遷更致命—《如何避免氣候災難》
你也許以為地球升溫 1.5 度或 2 度沒什麼差別,但從氣候科學家模擬的結果看來,情況卻很不妙。在很多方面,溫度升高 2 度的情況,不是只比升高 1.5 度糟糕 33%,而是倍增的,例如難以取得乾淨用水的人口會多一倍,熱帶地區的玉米產量衰減也會多一倍。
氣候變遷造成的效應,單單一項就夠慘了,但你不會只遇到炎熱天氣,或只遭受洪災。氣候變遷的效應是環環相扣的。
以新冠病毒來做對比,這樣所有正在經歷這場大流行病的我們會更容易理解。想了解氣候變遷的破壞有多大,看看新冠病毒疫情,再想像一下同樣痛苦程度持續更長的時間。如果不把全球碳排放量減到零,這場疫情造成的人命損失和經濟苦難,將是日後經常會發生的狀況。
■比起新冠病毒,氣候變遷是否會造成更多人死亡?
我們用 1918 年西班牙流感和新冠病毒大流行的數據,估算出的結果是全球平均每年每十萬人口中約有 14 人因大流行病而死。
比起氣候變遷,哪個死亡率較高?預計到本世紀中葉,全球氣溫升高導致的全球死亡率增幅和大流行病一樣,也就是每年每十萬人中約有 14 人因此致死。而到本世紀末,要是排放量仍然持續增加,氣候變遷將導致每十萬人中約有 75 人因此致死。
換句話說,到本世紀中葉,氣候變遷的致命程度可能就和新冠病毒一模一樣,到了 2100 年,氣候變遷要比新冠病毒致命五倍[4]。
■公衛的巨大挑戰:氣候變遷是21世紀全球最大的健康威脅
發表於全球最權威之一的生科期刊《細胞》(Cell)的研究如此指出[5]。該報告由美國知名的防疫專家佛奇(Dr. Anthony Fauci),以及流行病學家摩爾斯( Dr. David Morens)共同撰寫,他們都任職於美國國家過敏與傳染病研究所(National Institute of Allergy and Infectious Diseases, NIAID),這份研究描繪出未來流行病將變得更多的情境。
為什麼?在這份佛奇的研究之外,還有其他諸多的公衛、醫學研究,都將接下來流行病時代的成因指向氣候變遷,真正的元兇,是人類對環境的破壞。
從全球來看,氣溫變化比過去預測的更快,影響了動物棲地以及病毒與人類的分布範圍。權威醫學期刊《刺胳針》(Lancet)的2018年報告[6]早已指出:「氣候變遷是21世紀全球最大的健康威脅。」
終生致力於黑猩猩研究與環境教育的珍.古德(Dr. Jane Goodall),在「2020年第四屆的唐獎永續獎」的得獎感言中,對全世界包括台灣,在後疫情時代如何走向永續的未來,感性地喊話:「此次疫情是人類自己所造成,而這正是對大自然不尊重的結果,許多研究人畜共通傳染病的科學家早已預測到這個情況的發生,如何邁向一個更永續的未來?必須不再把短期利益和經濟發展,置於環境保護之上,如果我們持續破壞環境,氣候變遷只會愈來愈糟,人們需要團結起來,找到一個邁向綠色經濟的方式,我們所剩的時間不多了,我們會找到方法的,我們一定不能放棄。」[7]
【Reference】。
1.來源
➤➤資料
[1](高雄醫學大學)科學籸展 2008年1月籸421期-氣候變遷對公共衛生的衝擊:http://ir.lib.kmu.edu.tw/retrieve/9893/945021-1.pdf
[2](康健)「蚊子越來越不怕冷!地球升溫的下場,登革熱、茲卡病毒進攻溫帶區」:https://www.commonhealth.com.tw/article/79266
[3](科技部-臺灣氣候變遷推估資訊與調適知識平台)「氣候變遷下未來臺灣埃及斑蚊分布變化趨勢」:https://tccip.ncdr.nat.gov.tw/km_newsletter_one.aspx?nid=20200807141614
[4](PanSci 科學新聞網)疫情已經夠可怕,但是氣候變遷更致命——《如何避免氣候災難》:https://pansci.asia/archives/315674
[5]
Morens DM, Fauci AS. Emerging Pandemic Diseases: How We Got to COVID-19. Cell. 2020 Sep 3;182(5):1077-1092. doi: 10.1016/j.cell.2020.08.021. Epub 2020 Aug 15. Erratum in: Cell. 2020 Oct 29;183(3):837. PMID: 32846157; PMCID: PMC7428724.
[6]
The 2018 report of the Lancet Countdown on health and climate change: shaping the health of nations for centuries to come.
Watts N Amann M Arnell N et al.
Lancet. 2018; 392: 2479-2514
https://www.thelancet.com/journals/lancet/article/PIIS0140-6736(18)32594-7/fulltext
[7](報導者)「地球愈暖化、流行病愈多?氣候緊急時代,COVID-19只是開端」:https://www.twreporter.org/a/climate-change-pandemic
➤➤照片
∎(科技部-臺灣氣候變遷推估資訊與調適知識平台)「氣候變遷下未來臺灣埃及斑蚊分布變化趨勢」:https://tccip.ncdr.nat.gov.tw/km_newsletter_one.aspx?nid=20200807141614
圖1-圖說:
臺灣登革熱之埃及斑蚊的現況分布圖(左)與風險分級地圖(右)。埃及斑蚊現況分布圖是以黃色區塊的臺灣2003-2011年埃及斑蚊鄉鎮分布且海拔低於1000公尺區域來表示。埃及斑蚊風險分級地圖則是以2008-2017年疾病管制署的登革熱病例發生感染地資料為基礎,得到共3580筆鄉鎮年別之人次資料,從曾有病例的鄉鎮年別人次資料,分成1、2、3級(粉紅、橘紅、深紅)。以第40及第80百分位為分界,若該鄉鎮年別無登革熱病例數則歸類為0級(白),每個鄉鎮取10年來最大風險分級得到的現況風險分級。
圖2-圖說:
RCP 8.5情境下埃及斑蚊未來推估可信度分布圖
∎[2]
圖說:全球暖化的下場,過去被視為熱帶傳染病的登革熱、茲卡病毒,也出現在溫帶區
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氣候難民
我在2008年出版冰天凍地,全球升溫的結果竟然是全球急涷的新冰河時期。書中內容包括電影明日之後的情節,灣流斷流。灣流是北太平洋環流的一部份。灣流停下來,地球失去調節氣溫的海洋環流,地球氣候變得極端,世界各地會有嚴重水災、強力風暴和熱浪。很快,地球會進入冰河時期。糧食失收,人口大量死亡。
書中有以下一句,「我們還未知道海洋環流停下來之後會有甚麼後果,但是新仙女木事件明顯地給我們嚴重的警告,肆意排放二氧化碳無異於跟死神玩捉迷藏。」
2021年8月5日,傳媒報導科學家證實灣流有停止跡象,灣流流量是1,600年來最低。可是,科學家不知道令灣流完全停止的大氣二氧化碳含量是多少。唯今之計是盡量減少排碳。我們每燒一克二氧化碳出來,灣流就會相應地減弱。地球會因為灣流減弱或者斷流而突然進入冰河時期。情況就像電影明日之後那樣恐怖。
即使灣流未完全停下來,2018年5月,大埔錄得攝氏38.1度的破記錄高溫。2020年氣候十分極端,2021年就更差。半個中國和歐洲泡在水中,七月熱浪加飛雪。中國鄭州水災傷亡慘重,河南省各地災情比荷里活恐怖片更加可怕。很多地區狂風暴雨,有些地區卻極度乾旱。寫這篇貼文時,加州Dixie市被山火燒成焦土。被燒成焦土的市鎮不是只有Dixie。山火燒了Paradise兩次,幾乎將整個Paradise燒成焦土。土耳其和塞浦路斯地表溫度再度升破攝氏50度。
https://www.theguardian.com/environment/2021/aug/05/climate-crisis-scientists-spot-warning-signs-of-gulf-stream-collapse
再這樣下去,地球上一半人口會在10年之內變成氣候難民。這是灣流即將斷流給人類的最後警告。每次我談論全球升溫都被人嘲笑。2021年,我反過來嘲笑那些曾經嘲笑過我的人。這些人笨到以為炒樓發達就是人生目標,心中只有名車豪宅和醇酒美女。地球進入冰河時期,無論如何富有,結果都是人肉冰條。
以下內容節錄自冰天凍地:
北太平洋環流North Atlantic Gyre 分為4部份:
i. 北赤道海流North Equatorial Current t- 北緯10度至20度之間由東向西的水流。
ii. 灣流Gulf Stream– 由墨西哥灣開始沿著美國東岸海線向北流動,一直去到紐芬蘭。灣流減弱的話,美國東岸北部地區,例如紐約,和西歐地區,例如英國,會受到寒流襲擊。這也是電影明日之後的主要故事題材。
iii. 北大西洋海流North Atlantic Current –灣流的延續海流,向東北流動,直達愛爾蘭及歐洲大陸西北海岸線。
iv. 康拉尼水流 Canary Current – 向西南流動,去到非洲的賽內加爾Senegal。
影響海洋環流的因素有很多,包括地球的轉動、風向和風速、海水的溫度及鹽度差、月球引力、海床地貌、海岸線和其他海流的強度及方向。深海水流的推動力主要來自海水的密度差別和地心引力。密度差是海水溫度與鹽度的函數。
在北方氣候寒冷的地方,例如北海,上層海水因為受到低溫空氣的影響而結冰,擠出鹽份,增加海水的密度,於是向下沉降。這是整個環流的主要動力來源。
海水的鹽度下降,海水密度亦下降,寒冷海洋的海水沉降就會失去部份動力,整個環流有機會慢下來,甚至停下來。
英國在缺乏來自赤道地帶的溫暖海水,很快就會回到冰河時期。這並非杞人憂天。英國財經時報於2005年12月1日報導謂令到英倫三島及北歐溫暖的北大西洋環流正在減弱。位於英國修咸頓的英國國立海洋學中心(UK National Oceanography Centre)進行的綜合水流研究結果顯示自1992年至2004年,由熱帶流向北面的暖水減少30%,以體積計算。在1992年之前的40年,由熱帶流向北面的水量保持穩定。這項研究結果同日刊登在國際著名的《自然》雜誌(Nature)。(詳情請參閱Nature 2005, 438, 655)
獲得諾貝爾獎的聯合國氣候轉變小組的科學家估計到本世紀末,北極地區的氣溫全上升攝氏6度(華氏10.8度),比地球上任何地區的升溫都要急速。
第5節歐洲危在旦夕
1.5.1. 灣流停下來
科學家發現驅使高溫海水從低緯度地區,即是熱帶,流向高緯地區,即是寒帶的灣流減弱了超過75%。由於灣流減弱,失去調節氣溫的功能,歐洲隨時都會進入冰河時期或者經歷極度嚴寒的冬季。
灣流的推動力量來自格陵蘭海的海水結冰令到水中的鹽度和密度增加而急速沉降。情況就像將汽水放入雪櫃中,汽水內的水份子結晶,即是結冰,將糖份擠到沒有結冰的液體中去。當汽水只是一半結冰時,留下來的液體濃度高過原本的汽水。
當海水的鹽度減低,即是能夠在結冰過程中擠出的鹽份減少,未結冰的海水沒有足夠密度沉降下去。北極冰架和海冰溶解能夠對氣候構成重大影響。不要以為冰架和海冰溶解不會令海平面升高就可以忽視。對全球氣候來說,這才是關鍵所在。
2005年,英國劍橋大學的海洋物理學教授彼德韋咸斯(Peter Wadhams)乘坐英國皇家海軍的核動力潛艇在北極冰冠下面走過,以潛艇的精密聲納系統研究北極冰冠在過去20年薄了46%的原因。
過往,北極有巨大的向下水流將密度高的冷水送到水面以下9,000呎(3000公尺)的海床。可是,韋咸斯教授發現那股向下水流幾乎完全消失。那就是說,北大西洋環流停止,熱帶的海水不會流到英國和北歐去。整個歐洲地區將會失去大自然的暖氣和暖水供應。
英國的夏季非常炎熱,很少人知道英國的緯度和西伯利亞相同。單是灣流的影響,英倫三島就升溫攝氏5至8度。
科氏力緯度 在 Facebook 的最佳解答
第二部分「為何感覺不到地球自轉?非慣性座標系裡的慣性力」
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未讀第一部分的朋友可以先看:facebook.com/davidyu.phycat/posts/239431704213490
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感覺不到地球自轉的原因就像感覺不到地球表面彎曲的一樣,人類對比地球實在太渺小。正如必須望向遠方海平線才能看見船帆先於船身出現,我們亦必須跨過遙遠的距離才能感受到地球自轉所造成的影響。
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大家有玩過公園裡的遊樂設施「氹氹轉」嗎?它是一個會旋轉的大圓盤,盤上有支架。如果我們捉住支架在地上圍著氹氹轉走,然後跳上去,我們會感覺到一股力將我們推出去。這時放手的話就會被拋出去了,這就是所謂的「離心力」(centrifugal force)。如果各位在香港坐過會上高速公路的小巴,亦可以感受這種刺激的感覺。
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但如果我告訴你,離心力其實並不存在呢?事實上,離心力屬於慣性力(inertial force),又稱為假想力(fictitious force),是在非慣性參考系觀察物理現象的產物。參考系是數學語言,指用來描述物體位置、速度等物理參數的坐標系統。慣性參考系就是互相靜止不動或者以等速移動的坐標系。
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簡單來說,雖然牛頓力學在日常情況下適用於任何參考系,但在非慣性參考系裡使用牛頓力學就會出現慣性力。最常見的例子就是圓周運動。站在氹氹轉上的人在進行圓周運動,運動方向有所改變(注意物理學中的速度概念包含速率和方向),因而是個非慣性參考系。而站在地上看著氹氹轉的人則身處一個慣性參考系之中(事實上只是近似慣性參考系,因為地球也在動)。
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因為氹氹轉在旋轉,慣性定律卻說物體在不受外力的情況下只會沿直線前進,在氹氹轉上就必須施力才能跟隨氹氹轉旋轉,一旦放手就會被「拋出去」。然而,氹氹轉旁邊的觀測者只會看見一個因捉不住支架而直線飛出去的人。順帶一提,捉住支架的力當然是真實的力,叫做向心力(centripetal force)。
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現在可以回到地球自轉的問題。會自轉的地球是個非慣性參考系。就像在氹氹轉上一樣,地球上也會感受到離心力。事實上,這個離心力會抵消掉部分重力,使我們在不同緯度感受到不同的體重!用比較精確的物理詞彙,就是重力的一部分提供了給跟隨時球自轉所需的向心力。
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由於赤道與地球自轉軸的垂直距離最遠,自轉速率最快,需要較多部分的重力提供向心力。南北兩極與地球自轉軸的距離則為零,重力無需提供給向心力。因此,站在赤道時的離心力會令體重比站在南北極時減少大約0.35%。
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另一個我想簡單介紹的慣性力叫做科里奧利力(Coriolis force,簡稱科氏力),或者叫做科氏效應(Coriolis effect),描述在地球表面上移動時感受到的慣性力。由於地球並非一個圓盤而是個球體,因此科氏力的方向並不在本地水平面(local horizon)之上,與之有個夾角。把這個力拆開,可以得到兩個方向的分力,分別為與水平面平行的分力(遺憾地,這個分力亦稱為科氏力),和與水平面垂直的、稱為Eötvös效應的分力。
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平行本地水平面的科氏分力會使任何在北半球水平移動的物體向移動方向的右方偏轉(俯視時為順時針方向),同時使任何在南半球水平移動的物體向移動方向的左方偏轉(俯視時為逆時針方向)。這就是颱風形成的原因,因而源自南半球和北半球的颱風會有相反的旋轉方向。Eötvös效應會在除離心力之外進一步改變我們感受到的重力。向東走時,Eötvös效應會進一步加強離心力,抵消更多的重力。反之,向西走時反而會加強了向下的力,就好像加強了重力般。
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[有趣的是,源自北半球的颱風是逆時針方向旋轉的,剛好與科氏效應相反!這是因為颱風的形成過程是三維的,我正在寫一篇文章詳述。]
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日常生活感受不到上述離心力、科氏力和Eötvös效應的原因很簡單,就是因為人類相對地球的尺寸來說,太過渺小。只有在作長距離移動時,我們才能察覺到這些慣性力。例如,炮彈彈道計算必須考慮地球自轉、飛機飛行感受到科氏力、大規模空氣流動形成颱風等。順帶一提,有都市傳說指科氏效應會導致南北半球馬桶沖水方向相反,這是不正確的。對比地球尺寸,馬桶實在太渺小了,作用在沖廁水上的科氏力比沖廁時水流的隨機擾動細微得多,沖水方向並不會受科氏效應影響。
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歷史上首位直接測量到科氏效應的人是德國化學家懷斯(Ferdinand Reich)。物件自由落下時,由於移動方向為地心,計算指出科氏力會指向東面。在1831年,懷斯從160米高的地方掉下物件,發現物件落下的地點果然向東偏差了2.8厘米。
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那有沒有辦法在不作長距離移動的情況下,證明地球會自轉?答案是肯定的。1851年,法國物理學家傅科(Jean Bernard Léon Foucault)用一個簡單實驗證明了地球確實會自轉。他用一條67米長(好吧,這也很長就是了⋯⋯)的線吊著一個28公斤重的鉛球,形成一個很長很重的擺,掛在巴黎先賢寺的天花版上。因慣性定律同樣適用於鐘擺,擺動平面在慣性參考系裡不會改變。擺動平面不變與物理學中的角動量守恆原理有關。但因地球自轉,地球上的人就會觀察到擺動平面隨著時間改變。
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[這個實驗設備稱為傅科擺(Foucault pendulum),是世上每個科學博物館的必備展品。很多人會在早上很早就到博物館去,就是為了看工作人員開始擺動傅科擺的一刻。]
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現在我們理解到,古希臘時代的差不多兩千年後,懷斯與傅科的實驗終於直接證明了地球會動。我們會在下一節討論太空是否真的是「無重力」。
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科氏力緯度 在 [討論] 地球西向東自轉產生科氏力的原因及相關問題 的推薦與評價
... 風向會不會也受到地球自轉所以熱空氣往還沒日出的同緯度地區吹,因為搞不懂溫度跟自轉到底哪個影響東西風向比較多抱歉身為地球人卻一直搞不懂地球風向跟科氏力, ... ... <看更多>
科氏力緯度 在 Re: [討論] 地球西向東自轉產生科氏力的原因及相關問題 的推薦與評價
... 北轉西風比自轉快而往南科氏力是為了將慣性定律應用在旋轉加速座標(跟隨地球自轉)所引入的假想力實際上作用的是角動量守恆至於西風帶成因在中緯度 ... ... <看更多>
科氏力緯度 在 [問題] 同緯度方向運動的科氏力- 看板Physics - 批踢踢實業坊 的推薦與評價
【出處】我的腦袋
【題目】假想在北半球拋出一物體,沿著同緯度方向前進,其科氏力為何?
【瓶頸】從北極往下或從赤道往上,其科氏力往右的思路,套在同緯度之後
覺得同緯度應該無科氏力。Google了一些答案之後,發現好像仍是
往右,百思不得其解。
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Bright
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※ 編輯: Bright (36.225.167.188), 10/24/2016 20:48:57
※ 編輯: Bright (1.161.12.217), 10/25/2016 21:56:22
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