地球科學

天有不測風雲

天有不測風雲
台中市南屯區大業國中彭天音老師/國立台灣師範大學地球科學系陳正達教授責任編輯

作者:Adam Hopkinson@Flickr

在大自然界的 各種迷信中,氣象佔有重要位置。這些現象也常是古人心目中上天震怒的象徵,一旦人們對天氣現象的疑問得不到正確解釋時,於是有「天有不測風雲」的說法。我 國古代書籍中有關氣象災害及迷信的記載十分常見,這裡主要的對象是指一些風速較大的風或暴風現象,天氣迷信最常見的就是認為遭天怒,是上天處罰有罪的人, 這些令人恐懼的自然現象也常影響著人類生活。中國傳說帝堯要傳位給帝舜的時候給他三種考驗,其中一項便是要求「烈風雷雨弗迷」,即要大舜在暴風雨中雷電交 加的情況下行進也不會迷路,可見能有處變不驚的領袖氣質,這在當時漁獵社會的背景中也是一項重大的考驗。而《莊子》書中提到「至人」所應有的修養也是要能 「疾雷破山風振海而不驚」,這又是另一個以暴風雷雨為測驗的例子。

凝結尾

凝結尾 (contrail)
臺中市南屯區大業國中彭天音老師/國立臺灣師範大學地球科學系陳正達教授責任編輯

圖片來源:http://en.wikipedia.org/wiki/Contrail

第一次世界大戰期間,「凝結尾」(contrail)開始在天空密集露臉,它是不折不扣的人造雲,誕生於高空飛機的機尾,因此現在雲族增加了一位新成員, 在兩百多年前左右,何華特首開先例為它命名。

種雲(cloud seeding)

種雲(cloud seeding)
台中市南屯區大業國中彭天音老師/國立台灣師範大學地球科學系陳正達教授責任編輯

作者:amandabhslater@Flickr

一般人認為「天上沒有雲就不可能下雨」,但是就算天上有各式各樣的雲,卻也不一定會下雨。過去六十年來,科學家已經做過很多次實驗,將人造的結冰核施放到雲裡面,藉以改變雲的行為,「種雲」的想發是希望飽受乾旱之苦的地區能增加降雨、減低嚴重雹暴的災害程度、消除機場大霧,甚至減弱颱風的破壞性。而人造雨的想法即是:選擇有雲的天氣情況下,撒播適當的種雲,增強降雨的機制。

CCD影像光度測量原理

CCD影像光度測量原理
臺北市立中崙高中地球科學教師 林詩怡/國立台灣師範大學地球科學系傅學海副教授責任編輯

當所觀測的天體影像已經做好分析前的影像淨化工作後,就可以進行影像中的星點光度測量或是其他的研究。

在底片時代,除非有經過校正後的透射式掃描機將底片上的星點影像數位化,通常以星點大小來作為星星亮度的分析依據,不僅誤差較大,分析速度也慢了許多。有了CCD觀測到的天體影像,只要將屬於星星的影像信號強度累加起來,再與已經經由天文學家確認過的參考星亮度作為換算依據,就可以知道影像中的星點亮度為多少。

同樣的,這樣的分析過程可以輕易的以電腦軟體完成,但是其背後的原理又是什麼?

所有的CCD影像分析都建立在一個假設上:假設CCD對光線強度的反應為線性反應。

星點亮度的估算方法,就是將星點所佔的所有像素信號強度加總,減去這些像素的背景值,所得到的即為此星的觀測信號強度。

下圖為CCD影像中其中一顆星星的信號強度二維分布圖,可以明顯看出中央信號較強的部份即是星點所在之處。

CCD數位影像淨化原理(一)

CCD數位影像淨化原理(一)
臺北市立中崙高中地球科學科吳昌任教師/國立臺灣師範大學地球科學系傅學海副教授責任編輯

數位式的可見光感應器(CCD、CMOS等)已取代傳統底片,為大部份天文觀測所使用。數位感光晶片有其優點,包括光線造射後產生的信號強度,與入射光線強弱呈現線性反應(在絕大部份狀況下)、微弱光線下的量子效應較高等特性。

日食觀測規劃(二)

日食觀測規劃(二)
臺北市立中崙高中地球科學教師 林詩怡 / 國立臺灣師範大學地球科學系 傅學海副教授 責任編輯

知道何時以及何地會發生日食之後,接下來就是要決定帶哪些器材前往拍攝。

要帶什麼樣的拍攝器材,主要取決於你要拍攝的是什麼樣的景象。如果是日全食過程加上地面的風景,那麼一般的數位相機都可以輕鬆勝任。但如果是要拍攝精細的日冕結構,望遠鏡是少不了的。而要讓不算輕的望遠鏡在日全食期間一直對準太陽,最好能夠攜帶赤道儀加以追蹤,如此一來就會是接近托運行李上限的重量。所以,觀測日全食的準備工作,是許多因素考量下的妥協過程,並不是想像中的那麼單純。

如果你已經決定要帶望遠鏡去拍日冕的較精細影像,一定需要望遠鏡!可是到底要帶哪一種焦距的望遠鏡呢?

NASA的日食資料中給了一張日冕範圍與底片(感應器)相對大小的模擬圖。

日食觀測規劃(一)

日食觀測規劃(一)
臺北市立南湖高中地球科學教師 吳昌任 / 國立臺灣師範大學地球科學系 傅學海副教授 責任編輯

想要觀測日全食,最好事先規劃日全食行程,確定何時、何地會發生多久的日全食,這些資訊,都可以在NASA的食象網頁上找得到,只要進入當次食象的網頁就可以下載完整的PDF檔。根據這份詳盡的資料,每個人都可以事先挑選適合的觀測點了!

NASA的食象網頁(包含日全食、日環食、日偏食、月全食、月偏食、半影月食、水星凌日、金星凌日)http://eclipse.gsfc.nasa.gov/eclipse.html

落山風與焚風

落山風與焚風
台中市南屯區大業國中地球科學科彭天音老師/國立台灣師範大學地球科學系陳正達教授責任編輯

落山風與焚風同為下坡風(瀑風),但落山風與焚風的性質完全不一樣。落山風風力強、持續時間久、較為乾燥,最長記錄強風可維持四天之久,且溫度經常比當地 氣溫來得低,常發生於東北季風背風側;焚風則風力較弱、溫度高、持續時間短、乾燥,而焚風往往使當地氣溫偏高,主要發生在颱風侵襲前後。

幻日(Mock Sun,也叫日狗,Sun Dog)─澎湖兩個太陽

幻日(Mock Sun,也叫日狗,Sun Dog)─澎湖兩個太陽
金門縣金門高級中學地球科學科彭天音老師/國立臺灣師範大學地球科學系陳正達教授責任編輯

2011年3月2日在澎湖拍攝到「兩個太陽」的天候異象,看似兩個分離的太陽並呈在傍晚的天空,引發民眾議論紛紛。其實古代傳說中也有一則「十日並出」的 神話,說是帝堯之時,有次天上同時出現了十個太陽,還好有神射手后羿來解決這件事。這位神射手連發九箭,射下了九個太陽,留下一個照明之用。那澎湖的兩個 太陽該找誰來射下呢?兩個太陽會比較熱嗎?還是究竟發生了什麼事?才產生這種現象?

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