蒙氣差 (Astronomical Refraction)
蒙氣差 (Astronomical Refraction)
國立基隆女中地球科學科張仁壽老師/國立臺灣師範大學地球科學系吳朝榮教授責任編輯
用望遠鏡觀測太空星體時,星光進入大氣時的真實天頂角與人在地面看到的天頂角不同,這種差異,是由於大氣(即行星的蒙氣)折射造成的,成為蒙氣差。
我們可以把地球表面上的大氣看作是由折射率不同的許多水平氣層組成的,越接近地表越稠密,折射率也越大,星光從一個氣層進入下一個氣層時,要折向法線方向。
蒙氣差 (Astronomical Refraction)
國立基隆女中地球科學科張仁壽老師/國立臺灣師範大學地球科學系吳朝榮教授責任編輯
用望遠鏡觀測太空星體時,星光進入大氣時的真實天頂角與人在地面看到的天頂角不同,這種差異,是由於大氣(即行星的蒙氣)折射造成的,成為蒙氣差。
我們可以把地球表面上的大氣看作是由折射率不同的許多水平氣層組成的,越接近地表越稠密,折射率也越大,星光從一個氣層進入下一個氣層時,要折向法線方向。
造父變星(Cepheid Variable Stars)
國立臺灣師範大學地球科學研究所張文馨碩士生/國立臺灣師範大學地球科學系傅學海副教授責任編輯
星空中,有一群特殊份子,它們的亮度會隨著時間而改變,我們把這種恆星稱為「變星」。變星分成很多種,光學變星以及物理變星。光學變星例如雙星系統,主要是由於雙星互繞,當其中某一顆星有時候會遮蔽到另外一顆星,造成視覺上的差異,使在地面上的觀測者會以為恆星的亮度改變了。物理變星,則是因為恆星本身內部能源或者大氣層狀態不穩定,造成亮度的改變,又分成兩種「脈動變星」以及「爆炸性變星」,這次要介紹的造父變星,就是屬於脈動變星的一種。第一顆被發現的造父變星,是仙王座的δ星(中名造父一),由約翰‧古德利克(John Goodricke)所發現。不過,古德利克在發現這顆造父變星後不久,就因為染上肺炎去世,享年21歲。當時多數的天文學家為他短暫的生命感到惋惜。
為什麼晚上的天空是黑色的?奧伯斯詭論 (Olber’s Paradox)
國立臺灣師範大學地球科學研究所張文馨碩士生/國立臺灣師範大學地球科學系傅學海副教授責任編輯
當有人問你:「晚上天空為什麼是黑色的?」多數人都會認為,是因為太陽下山了,所以晚上沒有陽光,當然是黑色的。但是,有人會反駁,晚上也有很多星星應該會照亮天空,所以晚上也應該是明亮的才對。
關於這個問題,古時候的天文學家也討論過。從最早十六世紀,有系統的探討黑夜問題的天文學家,提出星星三大運動定律的克卜勒 (Kepler, 1571-1630),他說,只要宇宙是有限的,那麼夜晚一定會是黑色的。到西元1826年天文學家奧伯斯提出的夜黑問題,又被稱為奧伯斯謬論 (Olber’s Paradox)。一直到二十世紀,因為科技、儀器的發達,對於晚上天空是黑色的探討終於有比較明確的解釋。
流星雨 (Meteor Shower)
國立臺灣師範大學科學教育研究所曾冠雲碩士生/國立臺灣師範大學地球科學系傅學海副教授責任編輯
人們喜歡欣賞夜空中璀璨的星光,而最令人興奮的莫過於看見流星 (meteor)劃過天際。流星的出現,是由於太空中散佈著許多的灰塵顆粒,這些灰塵顆粒質量小,在經過地球附近時,便會受到重力的吸引而墜落到地球,在進入大氣層時受到高速摩擦而燃燒產生光與熱,形成流星,這些灰塵顆粒則稱為流星體 (meteoroid)。
一般肉眼常見的亮度約為二星等的流星,其流星體的顆粒大小通常都小於0.001公分,而相對地球的速度則是從最慢每秒11公里到最快每秒72公里,會受流星體運行方向與地球之相對角度的影響而改變。當流星體是與地球自轉相同方向墜入時,相對速度較慢,反之則較快。而流星大部分出現於離地表80至120公里處的高空,若流星的速度與質量越大,則結束的高度會越低。流星的亮度與流星體的大小、速度及組成成分有關。當流星體以高速進入大氣後,和空氣分子產生劇烈摩擦,流星體本身元素和空氣分子游離發光,因而產生不同亮度與顏色之流星。
光年(Light-year)
國立台灣師範大學科學教育研究所羅文鑫研究生/國立台灣師範大學地球科學系傅學海副教授責任編輯
定義
光年為距離的表示,長度的單位,英文符號為ly,是light year的縮寫。國際天文聯會定義,光子在儒略年一年(365.25天)在自由空間中前進的距離,而這個自由空間是距離引力場或磁場無限遠的地方。光在真空中每秒前進約299,792,458公尺,一光年就等於9,460,730,472,580,800公尺,大約為94600億公里。
光年通常用來測量遙遠天體的距離。在天文學上,常用秒差距來描述天體的距離。秒差距是建立在三角視差的基礎上,以地球公轉軌道的平均半徑(1AU)為底邊,遠方的恆星為三角形頂點;恆星對底邊兩端連線之夾角稱為視差(角),當這個視差角為一角秒時,這個三角形的一邊長度(地球到此恆星的距離)就稱為1個秒差距,1秒差距大約等於3.26光年。因為在實際的恆星測距上,真正測量到的是恆星的視差角,因此在推算與誤差處理方面,都可以直接計算,所以在天文學術上幾乎都是直接使用秒差距。然而,秒差距的觀念並非一般大眾所常接觸,因此在天文學術界之外,大都使用光年作為天體距離的單位。
汞﹝Mercury﹞ ─ 全球各處傳輸量﹝Flux﹞及分布變化之特性﹝下﹞
國立台灣師範大學海環所賴信安碩士生/國立臺灣師範大學地球科學系吳朝榮教授責任編輯
一‧極圈汞沉降 Flux:
由全球海氣交換的汞通量Foa可知,Foa主要由「海表元素態汞 Hg0 濃度」與「海表溫度」決定,而極區長期處於低溫狀態,故極圈的汞通量平均而言,呈現出由大氣沉降到海洋的型式。而 Julia 2001 的研究報告指出﹝測量1995至1996年﹞,每年沉降進入北極海的汞通量為 5.6-7.8 μg / m2‧year;而在春、夏季的融雪期有最大的平均值 300 ng / m2‧day。
汞﹝Mercury﹞ ─ 全球各處傳輸量﹝Flux﹞及分布變化之特性﹝中﹞
國立台灣師範大學海環所賴信安碩士生/國立臺灣師範大學地球科學系吳朝榮教授責任編輯
一‧global 傳輸量的年變化、區域變化特性:
全球海水內的溶液態汞物質,分布的特性將決定於三個因素:當地的沉降型式、基礎生產力、湧升流;而其中生物生產力的多寡將影響到二價汞 Hg11 還原成元素態汞 Hg0 的速率,以及不易反應汞 Hgnr 的逸散速率。

﹝圖5 ,Sarah 2007﹞
由圖5 的a、b 可看出,赤道、太平洋西邊、大西洋西邊都有很高的汞物質沉降量;赤道地區的沉降量高主要是因為降水多,再加上許多汞物質易在此區域內氧化為易反應的氣態汞﹝RGM﹞,所以在赤道地區汞物質易隨著降水,溼沉降進入海洋。而大西洋與太平洋西邊的高汞物質沉降量,主要是因為這兩處緊臨亞洲大陸及北美大陸的工業區,故有大量的人為來源釋放進入海洋。
海平面(Sea Level)上升與觀測
高雄市瑞祥高級中學莊福泰教師/國立臺灣師範大學地球科學系吳朝榮教授責任編輯
經濟學上有一個比喻說,當海潮高漲會抬升所有船隻,意思是當經濟進步時對所有的人都有所助益,但是若是全球海面升高可能對人類就會產生許多問題
在過去100年來全球海平面平均升高了20公分,而且隨著全球暖化可能速度還會加快,到了下一個世紀由於格陵蘭島和南極的冰融化,海平面可能會升高1公尺,比較明顯的災害是水位上升導致洪水增多或是陸地減少,其他可能引發的系列問題比較複雜但多相當嚴重,例如海水溫度升高可能產生更強大的暴風,環境改變引發危及海洋生物例如珊瑚和魚類,而洋流可能被改變而到致地球氣候的極端變化
想要預測未來就要先了解現在和過去,以全球海平面而言,我們的首要工作是準確測量海平面的高度,但這是一大挑戰,過去海平面高度的測量資料來自於全球各地驗潮站的平均潮水位,但自1992年發射Topex/Poseidon衛星、2001年發射Jason-1衛星後,科學家每十天便可精確測量全球海水面高度一次, 而2008年發射OSTM/Jason-2衛星將持續此一艱難的任務