科學人2012年6月NO.124

D 對我說，不要寫太多書摘，以免投機分子只讀我的書摘，而不願意養成閱讀及思考的習慣。同時會讓書商及出版社賺不到錢，不是我的原意。  想想也對，所以從這一期開始，除非是很關鍵的議題，我才會用心寫書摘，否則只就其中值得討論的隱藏性議題，特別挑出來寫。也就是說，你們看到我寫出來的東西，就是該篇文章中提到，但未特別加註解釋的東西或者隱藏性可被討論的話題，而不再是該篇文章討論的關鍵主題。



  一、人類真正的起源及第一個美洲人

• 盤谷大陸(Pangaea)：原文為希臘文Παγγαία，有「全陸地」（all earth）的意思。－＞現今地球有七塊大陸，於地質時代的埃迪卡拉紀（Ediacaran；震旦紀；距今約6.5億年前）時，曾形成一次超大陸。－＞在古生代泥盆紀時（Devonian，符號D；距今約4.16億~3.59億年前)，由於大陸間彼此的碰撞，約在中生代三疊紀(Triassic；距今2.45億~2億年前)地球上的陸地又相連在一起，這塊大陸，科學家將之稱為盤谷大陸(Pangaea)。－＞提出這個名稱的是，主張大陸漂移學說(Continental drift)的德國地質學家「Alfred Lothar Wegener；1880~1930」。－＞盤古大陸經過三個階段的分裂，才形成現今大陸的分佈情形：

 

1. 第一階段是距今1.8億年前中生代侏儸紀中葉(Jurassic)開始大陸漂移。
2. 第二階段，由於今北美東岸，非洲西北岸和大西洋中央的火山活動，將北美推向西北方。
3. 第三階段，是南美和北美的分離，形成墨西哥灣；南極和馬達加斯加邊界的火山活動，使西印度洋逐漸生成，此時約當中生代白堊紀時（Cretaceous；距今1.37億~0.655億年前）。

 

－＞由於板塊運動不斷地進行，地質學家預測大陸將會再度形成一個超大陸，這個超大陸將被稱為終極盤古大陸（Pangea Ultima），預測將在2.5億年後形成。

盤古大陸

pangaea(盤古大陸)

盤古大陸

盤古大陸

•  東非大裂谷(Great Rift Valley)：位於非洲東部，是一個約在新生代古近紀漸新世（Oligocene；距今3400萬年前~2300萬年前）由非洲板塊的地殼運動所形成的地理奇觀。－＞漸新世時期生態系統發生一個重要改變，就是草原在全球的擴張，而熱帶闊葉林萎縮至赤道一帶。－＞標誌漸新世開始的事件是一起被稱為大置換的大規模物種滅絕事件，當時歐洲的動物群，除了區域性的囓齒科動物和有袋科動物之外，都被來自亞洲的動物群所取代。－＞而全球氣溫也從較溫暖的漸新世時期晚期進入較寒冷的中新世（Miocene；距今2300萬年前~533萬年前）。－＞東非大裂谷(Great Rift Valley)的整個形狀可畫成不規則三角形，最深達2000公尺，寬30～100公里，全長6000公里，是世界最長的不連續谷，由探險家「John Walter Gregory；1864~1932；蘇格蘭地質學家」所命名。－＞東非大裂谷的詳細地理位置以三角形的三個點來描述的話，南點在莫三比克（Mozambique）入海口，西北點則遠到約丹約旦河（Jordan River），北點則可進入死海（Dead Sea)。中間有相當多個湖泊、火山群。－＞東非大裂谷(Great Rift Valley)區分成東部和西部，西部裂谷，又稱為艾伯丁裂谷（Albertine Rift），主要由高山群組成，包括Virunga Mountains，Mitumba Mountains， Ruwenzori Rang and Rift Valley lakes，其中有世界最深淡水湖之一的坦干依喀湖（Lake Tanganyika；1470公尺深），以及世界上第二大的淡水湖維多利亞湖（Lake Victoria）。而西部裂谷的形狀是比較破碎的。－＞位於肯亞的東部裂谷部分，則是整個東非大裂谷區較深的部份，其中最深處在肯亞的奈洛比北部，這一部份的裂谷區沒有出海，因此所造成的湖泊則較淺、所含礦物和鹽份也較高。如「Lake Magadi；位於肯亞」幾乎都是碳酸鈉組成、「Lake Elmenteita；」、「Lake Baringo；位於肯亞首都奈洛比的北方280公里是一個淡水湖」、「Lake Bogoria；位於Baringo北邊」和「Lake Nakuru；位於肯亞）則鹼性相當高。「Lake Naivasha；位於肯亞」則是小規模的淡水湖。－＞目前東非大裂谷(Great Rift Valley)依然在活動當中，地質學家預測幾百萬年後，東非可能會分裂成不同的版塊形狀。目前地殼活動較旺盛的區域在肯亞和坦桑尼亞的火山區。

Great Rift Valley(東非大裂谷)

Great Rift Valley(東非大裂谷)

Great Rift Valley(東非大裂谷)

東非大裂谷(Great Rift Valley)衛星空照圖

 

• 勞倫臺德冰層(Laurentide ice sheet)：(我註：科學人的編輯真的很糟，忘記把英文字加註上去，害我找半天才找到，怎可如此？我是怎麼找到的？因為找新仙女木期的事件，讀原文時讀到的，否則中文翻譯未統合，真的很難找。）－＞這個冰層綿延整個加拿大及美國北部，最後一次覆蓋北美洲的時間約在距今9.5萬年前~2萬年前。冰層南端延伸到今紐約及芝加哥等大城，南達今北緯38度溫帶區；接著再沿著密蘇里河(Missouri Rive)河道達「Cypress Hills」的北坡(我註：位於加拿大Saskatchewan省西南及Alberta東南)。－＞勞倫臺德冰層(Laurentide ice sheet)是北美更新世（Pleistocene epoch；距今258.8萬年前~1.17萬年前)的主要自然景觀，也稱為冰河期(ice age)。

北美二大冰層

北美二大冰層

Missouri Rive

• 柯地萊拉冰層(Cordilleran Ice Sheet)：這個冰層形成於第四紀(Quaternary；距今2.58萬年~現在)，盤據整個更新世到全新世。包括的區域有：美國蒙大拿州西部(Western Montana)、愛達荷州北部(The Idaho Panhandle)、華盛頓州北部(Northern Washington state down to about Olympia and Spokane，Washington)、加拿大卑詩省全部(All of British Columbia)、加拿大育空西南1/3地區(The southwestern third or so of Yukon Territory)、整個阿拉斯加角(All of the Alaska Panhandle)、阿粒斯加中南部(South Central Alaska)、阿拉斯加半島(The Alaska Peninsula)、Almost all of the continental shelf north of the Strait of Juan de Fuca，最南可能達美國Oregon 州東北部。

 

• 更新世（Pleistocene epoch；距今258.8萬年前~1.17萬年前)：亦稱洪積世，是地質時代第四紀的早期。－＞這一時期絕大多數動、植物屬種與現代相似。－＞顯著特徵為氣候變冷，有冰期與間冰期的明顯交替。－＞此時，歐洲發生過五大冰期：多腦冰期、群智冰期、民德冰期、裡斯冰期和玉木冰期。人類也在這一時期出現。

 

• 全新世（Holocene；距今1.17萬年前~現在)：根據傳統的地質學觀點，全新世一直持續至今。－＞全新世的氣候變化與人類社會的發展有密切的關係，研究全新世氣候變化的主要材料包括高緯度和高海拔冰芯，湖泊沉積物紀錄，樹輪，石筍及其他洞穴沉積物，高沉積速率的深海沉積物等。－＞格陵蘭島的冰芯記錄提供了年紀解析度的氣候變化，它顯示了自新仙女木事件（Younger Dryas impact hypothesis）以後全新世氣溫很穩定。但這種穩定的氣溫變化受到越來越多的挑戰，有很多研究表明全新世的氣候變化同樣很明顯，並且呈現一定的週期性。（我註：這點我從讀人類史觀點來看是同意的。的確自1.17萬年前~現在的氣候變化是規律的，以500年為一變化，每仟年循環一次。至少可以查考的人類文化史是如此呈現的，只是與我們現在紀元的西元不若合符節，大概相差150~250年左右。)。－＞最近發現了許多發生在全新世的隕石撞擊事件，地點有位於馬達加斯加外海的伯克爾坑（Burckle crater）、德國的基姆高撞擊坑（Chiemgau impact crater，位於德國東南）。這些撞擊可能引發大海嘯，影響了早期人類文化。也許啟發了大洪水或類似諾亞方舟的故事。

Burckle crater(伯克爾坑)

Chiemgau impact crater

Chiemgau impact crater

   我註：

• 在古近紀始新世（Eocene；距今5780萬年前~3660萬年前），也就是漸新世（Oligocene；距今3400萬年前~2300萬年前）開始前，原始的現代哺乳動物的第一次出現。－＞始新世結束，可能是一或數顆大的火流星撞擊西伯利亞以及現在的切薩皮克灣（Chesapeake Bay；位於美國大西洋海岸中部，為馬里蘭州和維吉尼亞州三面環繞，僅南部與大西洋連通）所造成的。結果是大型生物集群滅絕。此一事件被稱作大置換（物種連續性上的「大斷裂」）。－＞這可能是人類始祖猿人開始進化的原因，因為生存環境改變了。

 

• 我之所以把盤谷大陸(Pangaea)及東非大裂谷(Great Rift Valley)的地質狀況寫出來，就是要大家去判斷那裡最有可能是人類的發源地？我沒有心存定見，只是認為生態環境的確會讓生物演化的更快。

 

• 關於第一個美洲人的爭議，我個人認為與北太平洋暖流有關，特別是沿著北美海岸往南走到智利的這一支。－＞而所謂走無冰走廊的可能與前此談到的「laramidia」與「Appalachia」二個原美洲古陸塊有關。只有這樣才能解釋「柯地萊拉冰層」與「勞倫台德冰層」形成的原因。－＞此時的人類處於「間冰期」（最近一次距今約2~3萬年前)，全球平均氣溫較溫暖，凍土層向兩極收縮，這些地方變成森林。－＞間冰適宜期是於間冰期內出現宜人氣候的時期，一般都是在間冰期中段出現，此時海平面會上升至最高點。間冰期後會出現稍差的氣候。－＞上一次間冰適宜期於更新世（Pleistocene；距今約258萬8仟年前~11700年前)晚期的「Eemian」期，約為13.1~11.4萬年前，海平面比現今高出8公尺，北海的水溫亦高出2℃。－＞也就是說如果真的全球溫度上升2℃，也只是回到「Eemian」期，真的很嚴重嗎？正因為我們處在「間冰期」，所以才會有白令海峽通道被打通的說法。所以無論是沿著海岸走，或者走無冰走廊，都是說的通的。

美洲原住民遷移路線

美洲原住民Clovis遷移路線

 

• 新仙女木期的事件（Younger Dryas impact hypothesis　or Clovis comet hypothesis）：這是一個假說，認為距今12900~10900年前（我註：科學家認為比較可能的時間點是10900年)，曾發生一顆或者數顆來自外太空的物體撞擊地球，引發「the Younger Dryas cold period」，此時期的氣溫較低且乾燥。－＞這次撞擊導致整個北美洲陷入火海，地點為接近五大湖區的勞勞倫臺德冰層Laurentide Ice Sheet )，情況與1908年發生在西伯利亞的通古斯大爆炸(Tunguska event )同，但至今仍沒有找到確切隕石坑(我註：五大湖不是嗎?) 。－＞此事件，導致北美洲 巨型動物全部滅絕（乳齒象、長毛象、劍齒貓、地懶等），也讓循無冰走廊來，以狩獵上巨型動物為生的美洲原住民「Clovis」也一一併消失了。推測減絕原因是因為被燎原野火焚燒過的地面長不出植物，在草食巨型動物餓死後，肉食巨型動物及「Clovis」一併餓死（我註：這可以解釋為何處於西伯利亞一帶的長毛象突然一夕之間全部凍死及原本在間冰期相當溫暖的極地區成為凍原的原因嗎？）－＞這樣的冷乾氣候持續了約1200年才開。－＞這個假說是2007年提出的，至今仍未被普遍認同。

ground sloth(地懶)

sabre tooth cat(劍齒貓)

Mastodon(乳齒象)

提到北美原住民分陸線及海線進入美國的話，也許我們就提一下二個主要的美國原住民土著：

• Cahokia：公元600~1400年左右生活於伊利諾州(Illinois)西南部密西西比河(Mississippi River)畔的土著。－＞公元9世紀開始，這個土著民族與密西西比文化畫上等號，開始出現了人造土丘(Mound building)。最著名的即為「Monks mound」佔地40畝，高30公尺，長290公尺，寬255公尺，上面另築有高15公尺面積約140坪之面朝南之建物。這個土丘的四周都有大面積廣場「plaza」環繞，作為祭祀儀式進行及競技場所之用。(我註：公元6~7世紀，是伊斯蘭教興起時，也是中國五胡亂華結束，隋唐興起時期。至於公元9世紀，則是後唐時期，快進入五代十國；而南印度朱羅王朝則剛開始往興盛期走，但北非西亞則爭鬥不斷)－＞Cahokia人最喜歡的一種競技遊戲是「Chunky Stone Game」，玩法是由年輕人滾動丸狀石石盤越過廣場，然後其它人用矛射向滾動石盤可能靜止之點，這種遊戲需要參加者好的判斷力及投矛準度。－＞Cahokia人還在「Monks mound」的西邊豎立了樣子跟英國發現的巨石陣(Stonehenge)一樣的木圓籬（Woodhenge）作為天文觀測用。－＞Cahokia人居於密西西比河(Mississippi River)、密蘇里河（Missouri  river)與伊利諾河(Illinois river)匯流處，他們貿易來往的部落北達五大湖區，南至墨西哥灣區，交易貨品有銅、磨溪燧石(Mill Creek chert)及珠粒狀貝殼加工品等。－＞Cahokia部落最巓峰時期(約1780年代)人口達４萬人左右。公元1250年時，此地人口約1.5萬人，與同時期英國倫敦與法國巴黎的人口相當，也是當時北美最大聚落及城市，僅次於墨西哥阿茲克特文明區。－＞在開挖Cahokia聚落「Monks mound」南邊「Mound 72」土丘後，才發現Cahokia人的墓葬群，墓主約４０歲左右，應該是一位重要Cahokia人的酋長，他的骨骸下面以約２萬個粒狀海貝舖成「Falcon」（鶻）鳥樣子，所以他被稱為「鳥人」（birdman）。這個墓葬另外有陪葬生祭，有些甚至是活埋。－＞Cahokia文明衰落時間推估於公元1300年左右。公元16世紀左右，在歐洲人抵達前100年，此地聚落早就埋沒於荒煙中無人居住了。考古學家推究原因為過度狩獵及因為煉銅導致的森林濫伐，以致於造成土石流，當然也不排除是氣候變異加速這個文明聚落崩解。(我註：對照世界饑荒表，我比較同意後面這個見解。)－＞Cahokia文明及聚落最有趣的地方在於與馬雅早期文明最像，這種土丘金字塔也與歐亞大草原及早期中東美索不達米亞地區神廟金字塔群最像。我認為Cahokia人因為貿易而獲得這種建築及天文知識，只是是誰帶給他們的？公元6世紀時，比較可能的是被伊斯蘭教徒逼的走頭無路，信仰基督教住於北非，慣於作海上貿易的希臘人或者腓尼基人。－＞到公元11~13世紀時，蒙古西征，歐洲西亞很多航海民族只能往西邊逃，所以Cahokia文明愈來愈興盛；13世紀後，黑死病開始流行，再加上氣候變異，全球氣候開始變冷，所有的海上貿易逐漸斷絕，此地因位於三河匯流處，應該發生類同2011年美國密西西比河洪水氾濫情形，疾疫發生，人口大量減少，才會被捨棄不再復原。)圖1819202122232425

cahokia

monks mound cahokia

Cahokia people

Cahokia工藝品

chunky stones(一種cahokia玩的遊戲)

CahokiaWoodhenge

 

• Anasazi culture：這個文明聚落範圍遍及於南猶他州(Utah)、北亞歷桑那州(Arizona)、新墨西哥州西北部(New Mexico)及柯羅拉多州南部(Colorado)，屬古「Pueblo Peoples」之一。－＞他們居住的房舍呈現多樣化，例如穴坑屋(anasazi pit houses)、懸崖屋(anasazi cliff dwellings)（我註：以日曬泥土磚建造）及「pueblos」式梯屋。(我註：只有穴坑屋是唯一展現沿海線到達美洲的原住民住屋風貌，與西伯利亞及日本原住民住屋相似；其他二種都來自西非)。－＞Anasazi這句話來自Navajo語，意為「古老民族」或者「古老敵人」之意。他們出現的時間點是公元前１２世紀左右，是現代Pueblo peoples的先祖。（我註：地中海海上民族肆虐期）－＞Anasazi人選擇的住居地，長期乾旱，多風雨侵蝕，類同北非或西非沙漠區狀態，夏雨要嘛不來，一來即成暴流。他們依賴的反而是冬天的融雪來供應水源及灌溉用水。特別是因融雪出現的細流，這些細流可用利用水利工程導入灌溉農作物區來讓作物發芽成長。－＞Anasazi 文明以陶器聞明，到了公元500~1300年，其在白底或灰底以黑色木碳顏料畫出圖案的設計相當出色。－＞比較著名的考古廢墟有在新墨西哥州的「Mesa Verde」(900~1300)及「Chaco Canyon」(900~1150)。在懸崖下構築，應該是個文化中心；而「Chaco Canyon」是經數代觀察日影月影移動路線構建的半圓形大城，規模之大，直到到19世紀，仍是北美最大的建築物群，後因50年的乾旱，於1150年左右被廢棄。

anasazi文明區

anasazi pit houses

Anasazi cliff dwellings

pueblo pottery（500~1300)

 

• 瑞典與德國的研究人員從德國中部的老舊房子、城堡和教堂的木框架取樣，分新木條的年輪，結果發現，1350~1370年間的樹木年輪較寬，這意味當年夏天較潮濕，樹木生長較快，而這段時間與黑死病(1340~1351)蔓延歐洲的時期恰好吻合。－＞此時格陵蘭開始變冷，北大西洋暖流被擠壓往溫帶走，可以想像到溫暖海水及西風帶來的暴風雪及雨。－＞Cahokia人住的密西西比河(Mississippi River)是否遇到了同樣的問題？　而古「Pueblo Peoples」則剛好相反，碰上百年大旱？（聖嬰現象，會出現暴雨，但因為他們的住居地背風，反而形成焚風帶更乾)。

 二、滅絕小兒麻痺的兩難：

• 脊髓灰質炎(Poliomyelitis)：由於病患主要是兒童與青少年，亦稱小兒麻痺（infantile paralysis)，是由脊髓灰質炎病毒引起，經腸道進入人體，經口腔到消化道後，滲入血液而轉移至中樞神經系統，且會攻擊中樞神經系統，並感染脊髓神經之灰白質，數日間可引致手腳麻痺，以致殘廢，嚴重者可致死亡。

 

• 沙克疫苗(inactivated poliovirus vaccine，IPV)：由「Jonas Edward Salk；1914~1995」研發出來的用來對抗脊髓灰質炎(Poliomyelitis)（小兒麻痺）的疫苗，其疫苗是以福馬林（即甲酫）殺死病毒，除去病毒活性所製成。－＞「Jonas Edward Salk」係俄裔猶太移民。因母親的期待，他放棄成為律師，進入紐約大學醫學院就讀，但事實上「Jonas Edward Salk」對醫學和其他的自然科學並沒有興趣。－＞他不想成為醫生，而是把更多的精力放在細菌學的研究上。他說他的願望是幫助整個人類，而不是單個的病人。－＞他畢業後，在密西根州獲得到一份軍隊委託的工作－設計流感疫苗，而這個工作讓他惹上了道德爭議，因為他將實驗性的流感疫苗打入「Ypsilanti」 的州立精神病院的病人身上，然後將他們暴露在流感病毒中，以檢查疫苗是否有效？－＞1947年，「Jonas Edward Salk」離開密西根州到匹茲堡大學醫學院，希望能建立一個正常的病毒學實驗室，在那兒繼續研製流感疫苗。－＞國家小兒麻痺基金會找到了他，請參與小兒麻痺研究計劃。－＞1952年，「Jonas Edward Salk」研發完成「去活化脊髓灰質炎疫苗」（inactivated poliovirus vaccine，IPV），又稱「沙克疫苗」。－＞這種疫苗是利用3種血清型的致病性病毒株研發而成，與沙賓疫苗(oral polio vaccine，OPV)所使用的病毒株不同。－＞這些病毒首先培養於一種稱為綠猴腎細胞（Vero cell）的猴子腎臟組織，接下來再以福馬林（即甲酫）處理使其失去活性，也稱為死毒疫苗－＞注射沙克疫苗可使血液產生免疫球蛋白G（IgG）抗體，防止病毒血症（viremia）的發生，並保護運動神經元（motor neurons），進而阻止脊髓灰質炎的感染，也因此降低了產生延髓型脊髓灰質炎（bulbar polio）以及後脊髓灰質炎症候群（post-polio syndrome）的風險。不過由於此疫苗並無法保護腸道的黏膜內襯（mucosal lining），因此已接種沙克疫苗的人們仍可能持續散播疾病。－＞1954年，疫苗於賓州匹茲堡的「Arsenal Elementary Schoo」小學與華生兒童之家（Watson Home for Children）展開試驗。－＞接下來是在美國的44個州中，總共大約180萬名兒童受試。－＞結果於1955年4月12日對付發佈實驗結果，顯示沙克疫苗(Polio vaccines)在對抗PV1（Poliovirus Type  One)方面有60%到70%的效果；而對抗PV2(Poliovirus Type Two)與PV3(Poliovirus Type Three)的效果則達到90%以上。－＞沙克疫苗(Polio vaccines)在1955年獲得許可上市，兒童接種活動也在不久後開始。使美國到了1957年時，一年所增加的脊髓灰質炎(Poliomyelitis)病例減少到5600人。

Jonas Edward Salk（1914~1995)

 

• 沙賓疫苗(oral polio vaccine，OPV)：由「Albert Bruce Sabin；1906~1993」在沙克疫苗(inactivated poliovirus vaccine，IPV)獲得成功後數年，研發出來的口服疫苗。－＞「Albert Bruce Sabin」是波蘭裔猶太移民，1921年與家人移居美國。－＞1931年，他取得紐約大學醫學位後，落腳於辛辛那提大學(The University of Cincinnati，位於Ohio州)，他專攻小兒麻痺症、腦炎及和其他神經疾病，除了沙賓疫苗之外，他也是登革熱疫苗與日本腦炎疫苗的研究者之一。－＞1955年以前，「Albert Bruce Sabin」已經找到了3個小兒麻痺病毒株，他認為用毒性減弱的活病毒效果會比沙克疫苗所使用的死病毒效果佳，因為可產生終生免疫，且經由接種兒童二手傳播，可將病毒傳染給接觸過的人，讓許多未接受疫苗的人，可以間接獲得免疫力。－＞最重要的是，沙克疫苗是注射的，成本較昂貴，且需要受過訓練的醫護人員才能注射；而沙賓疫苗是口服的，成本低很多，可以讓上百萬人快速又便宜的接種疫苗，而且不用挨上一針。－＞1950年代中期，數百人志願測試沙賓疫苗，包括他本人、妻子及二個女兒。但因美國當時已經普遍使用沙克疫苗，尚未接種疫苗的人數不足以提供他所需要的數據。－＞此時，蘇聯的小兒麻痺病例大幅增加，「Albert Bruce Sabin」和蘇聯病毒學家「Mikhail P. Chumakov；1909~1993」合作於1959年，開始在蘇俄各地發動大規模約1仟萬名兒童的臨床試驗，來測試沙賓口服疫苗(oral polio vaccine，OPV)，結果在數個月內，幾乎所有20歲以下的人都接種了疫苗，最後蘇聯及其衛星國共約1億人都透過藥物滴管或糖果服用疫苗，結果證明一切都值得的。－＞世界衛生組織（WHO)的代表官員在一年內承認了疫苗的安全性和效力。－＞1962年，美國聯邦政府許可沙賓疫苗上市。－＞1972年，「Albert Bruce Sabin」將其小兒麻痺病毒株捐贈給世界衛生組織（WHO)，希望讓最貧窮的國家也可以取得疫苗，雖然今日巴基斯坦、阿富汗和奈及利亞等地區仍有小兒麻痺症肆虐，但看來小兒麻痺症有可能從地球上根除。

Albert Bruce Sabin(1906~1993)

Mikhail P. Chumakov(1909~1993)

 

• 沙賓疫苗(oral polio vaccine，OPV)主要包含三種減毒的小兒麻痺病毒株-----PV1（Poliovirus Type  One)、PV2(Poliovirus Type Two)與PV3(Poliovirus Type Three)，而其中PV2(Poliovirus Type Two)在自然界中已經不存在了，最後一個野生自然感染病例發生於13年前。－＞而在少數案例中，我們發現減毒的病毒株可能活化再度有致病能力，所以如果繼續在口服疫苗中加入PV2(Poliovirus Type Two)，就會引發道德上的爭議。－＞2004年，印度小兒麻痺權威「T. Jacob John」醫生寫了一封信給醫學期刊「刺絡針」(Lancet)，主張國際社會應該把PV2(Poliovirus Type Two)從口服疫苗中移除，把現行三價疫苗配方改成只針對--PV1（Poliovirus Type  One)和PV3(Poliovirus Type Three)的二價疫苗。－＞2010年，發表於「刺絡針」(Lancet)的研究顯示，二價疫苗比傳統的三價疫苗在效率上提高了30%。－＞2012年，世界衛生大會（WHA）要求提早讓PV2(Poliovirus Type Two)病毒從口服疫苗中移除。這項提案的最終目標是，確認自然界存在的野生小兒麻痺病毒完全消除後，則全面停用口服小兒疫苗。

兒麻痺全球分佈圖

• 沙克疫苗(inactivated poliovirus vaccine，IPV)或沙賓疫苗(oral polio vaccine，OPV)在各國注射或口服已經超過50年。其中沙賓疫苗不但便宜一劑約0.15美元(沙克疫苗一針約3美元)，又是口服容易執行，最重要的優點是它使用減毒病毒株，不但能誘發接種者身上的免疫力，也可以藉由這些接種過疫苗小孩的糞便，將疫苗病毒株傳給住家附近、遊樂場和社區間沒有接種的兒童，讓他們也獲得保護效果。這就是為什麼最後幾乎所有的國家都使用沙賓疫苗的原因。－＞根據多年使用沙賓疫苗的經驗，每100萬同齡兒童中，約有2~4人會因為接種第一劑口服疫苗而得到小兒麻痺（infantile paralysis)，其中約40%是PV2(Poliovirus Type Two)病毒所造成的，接種次數愈多次，這種風險就隨著降低；總体而言，WHO估計每年約有120名兒童因服用沙賓疫苗而感染了小兒麻痺（infantile paralysis)。但「T. Jacob John」醫生認為實際數目應該是120名的好幾倍。－＞2000~2012年，至少有538例小兒麻痺症是因為疫苗病毒經由接種過的兒童傳染給未幹種疫苗的小孩，而其中PV2(Poliovirus Type Two)病毒佔了84%。－＞上述這種源自疫苗病毒本身產生的感染，稱為疫苗衍生性小兒麻痺病毒(Vaccine-derived poliovirus ；VDPV）。2005年，奈及利亞爆發了最大規模的疫苗衍生性小兒麻痺症，目前仍在持續中，甚至散播到鄰近的尼日與幾內亞，其中最大部分仍是PV2(Poliovirus Type Two)病毒。(我註：好奇怪! 2004年，「T. Jacob John」醫生才提出移除PV2(病毒的建議，然後馬上發生這種事，讓人不禁對疫苗公司起疑，他們是否暗中搞鬼?)。－＞WHO官員打算在過渡時期的第一階段，採取注射型疫苗，施打這種死毒疫苗是為了提高對付PV2(Poliovirus Type Two)病毒的免疫力，以防止殘留的PV2病毒在人群間散播。　然後在後續階段使用二價口服疫苗。

 

• 美國在1997年~1999年之間讓注射型死毒小兒麻痺疫苗與口服小兒麻痺疫苗併行，以確保免疫保護效果，開始逐步淘汱口服沙賓疫苗。－＞這實驗很快証實美國所作的決定是對的，換成注射型死毒小兒麻痺疫苗的數月間，疫苗併發的小兒麻痺症病例數降至零。－＞目前有５６個國家完全使用注射型死毒小兒麻痺疫苗；１６個國家採用二種疫苗併行的方式；１２１個國家完全採用口服沙賓疫苗。－＞在全球消除小兒麻痺症倡議中主持政策研究和產品發展的WHO科學家「Ronald W. Sutter」說，口服疫苗從三價改成二價政策，預計從2013年4月~2014年4月之間執行，但前提是那些自產口服疫苗的國家如、能夠儘快核准二價口服疫苗的使用，如果這些國家要求製造商另外提出新疫苗的安全性和有效性証明，而非引用WHO已完成的臨床試驗結果，則轉換的時間將因而延遲。－＞但2004年即已開始推動口服二價小兒麻痺疫苗的「T. Jacob John」醫生反而開始擔心，如果未來幾年內不提供兒童對PV2(Poliovirus Type Two)病毒的防護，是非常危險的，因為環境中可能仍存在著疫苗衍生性小兒麻痺病毒(Vaccine-derived poliovirus ；VDPV）。只有當第一階段的死毒疫苗計畫已對PV2(Poliovirus Type Two)病毒產生極高且廣泛的免疫力，他才會覺得改變疫苗的作法是合適的，不然他擔心，即使過去努力緩慢的消滅了小兒麻痺病毒，數年後這些病毒仍會捲土重來。

三、死亡交配根除登革熱

• 登革熱第一期較輕微的「斷骨熱」症狀類似流感，受到感染的人會發燒、關節及肌肉疼痛，以及持續約一個星期的嚴重頭痛；第二次被感染時可能引發致死性的登革出血熱(Dengue hemorrhagic fever)，會造成嘔吐、嚴重腹部絞痛和內出血，血液會從眼睛、鼻子、嘴巴和陰道流出。如果不接受治療，出血性登革熱患者有20%會死亡；即使經過昂貴紿療，仍有1%的人會死亡。－＞登革熱病毒每年在全世界造成的死亡人數，比其他出血熱病毒包括伊波拉病毒和馬爾堡病毒的總數還多。

• 登革熱病毒(Dengue virus)傳傳佈的方法主要由「埃及斑蚊」(Aedes aegypi)來傳遞。這種蚊子原產於非洲，住於樹上，大約於４００年前隨著載運黑奴的船散佈開來。－＞現在「埃及斑蚊」(Aedes aegypi)已入侵都市，住家旁只要有幾湯匙的清水就可以繁殖，牠們的生命期約一個月左右。－＞「埃及斑蚊」的雌蚊叮人時非常安靜，不會發出尖銳又惱人的嗡嗡聲，因此不要引發人們驚慌及快速的反擊；且雌蚊只在白天咬人，而且只靠吸人血取得養份，登革熱病毒(Dengue virus)  就這樣散佈出去。

Dengue virus(登革熱病毒)

• 登革熱(Dengue fever)分佈在全球貧窮而人口擁擠的熱帶亞熱帶潮濕氣候區，如東非、西非與中非沿岸、馬達加斯加島、葉門及阿曼沿波斯灣國家、印度、中南半島、印尼、蘇門達臘、新幾內亞、澳洲東北角、菲律賓、台灣、中國華南沿海地區，共約１００多國受到登革熱病媒蚊及病毒肆虐。－＞由於國際貿易觀光旅遊的持續增加，及大批湧進城市的人潮，登革熱(Dengue fever)感染的人數及頻率正在快速增加。

圖登革熱分佈

• 2000年，英國牛津大學「Luke Alphey」發展出一種能使雄果蠅帶有能讓子代雌果蠅死亡基因的技術。－＞2001年，專門研究改造及複製蚊子基因的美國加州大學爾灣分校分子生物學家「Anthony James」，決定把這個控制農業害蟲的技術用在控制傳染病媒蚊上，特別是「埃及斑蚊」(Aedes aegypi)。－＞但這項技術無法用在雄蚊身上，放射線會嚴重傷害雄蚊，讓牠們在交配前的挑選及運送過程中就死亡（我註：可能是因為蚊子體型比一般昆蟲小的原因？）。－＞2002年，「Anthony James」想出另一種方法來利用「Luke Alphey」的不孕症技術。他與「Luke Alphey」二人共同找到控制雌蚊飛行肌發育的基因開關，關閉它，雌蚊飛行肌即無法發育，破蛹而出的雌蚊將只能停在水面上，無法飛翔與交配，也就無法散播登革熱病毒(Dengue virus)。－＞2002年，「Luke Alphey」創立了牛津昆蟲技術公司來投資這項技術；2005年，由比爾蓋茲夫婦(Bill Gates)贊助的美國國家衛生院研究基金會，補助「Anthony James」2000萬美元以測試這項以遺傳工程對抗抗登革熱(Dengue fever)的策略是否具有成效?(我註：即可行性。)而「Anthony James」撥了其中的500萬予牛津昆蟲技術公司製造基因改造蚊子。－＞二人合作設計了一段DNA，其中包含少許可在正確時候開啟或關閉基因的調節片斷，將這段人工改造過置入螢光蛋白基因作為監控標記的DNA，植入蚊子的受精卵中。－＞受精卵發育成為孑孓將變態為成蚊時，雌蚊特有的開關會啟動，活化第一個基因並製造出蛋白質，來活化第二個開關來啟動第二個基因，製造出破壞雌蚊飛行肌的毒素。－＞這裡有一個關鍵，就是如何在第一代有缺陷雌蚊死亡前，能繁殖取得有缺陷的第二代受精卵?（我註：不能老用人工殖入DNA，數量不足且太昂貴!)方法為在孑孓生存的水中加入「四環黴素」(Tetracycline)這個解毒劑抗生素來阻止毒蛋白的製造，讓有缺陷雌蚊能飛行繁殖交配，產下帶有缺陷基因的受精卵。同時防止實驗室基因改造蚊子脫逃，因為沒有這個解毒劑，蚊子無法繁殖。－＞此時大量的蟲卵就可以繁殖出許多雄蚊來野放，與野外雌蚊交配，生下的雌蚊因飛行肌被毒素蛋白破壞，將無法飛行、進食及叮咬人類，就無法傳播登革熱病毒(Dengue virus)。－＞但不會叮咬人的雄蚊不受影響，能自然成長，將具破壞性的基因，藉由與野生雌蚊的交配遺傳給下一代，讓雌蚊數量愈來愈少，導致族群數是大幅減少或滅絕。－＞2008年及2009年「Anthony James」在科羅拉多大學的同事「Megan Wise de Valdez」首度在實驗室測試這種新蚊子，他把帶有缺陷基因的雄蚊放入一般的「埃及斑蚊」(Aedes aegypi)族群中，五個月內，原來的蚊子族群瓦解了，證實雌蚊的死亡開關有效。

• 因為1960年，世界衛生組織(WHO)與印度政府合作，利用遺傳工程來控制三種蚊子，會傳播絲蟲引發象皮症的「致倦家蚊」(Culex Fatigans)、能散播登革熱和黃熱病的「埃及斑蚊」(Aedes aegypi)，以及散播瘧疾的史帝芬塞瘧蚊(Anopheles Stephensi)。美國政府資助了部份研究經費。－＞但本案在1972年~1974年引發了這個計劃乃是利用「埃及斑蚊」(Aedes aegypi)，拿印度人民作為實驗的生化武器實驗之疑慮，結果逼使放棄世界衛生組織(WHO)該研究計畫。(我註：一直以來，美國都假藉聯合國支助很多研究實驗計畫，印度一直是他們眼中最佳實驗場，是否帶有生化武器研究實驗在內，我會說這有必有懷疑嗎? 目前已揭露的資料給的答案是 Positive。)－＞正因為如此，贊助「Anthony James」的美國國家衛生院研究基金會選擇了有地中海果蠅實驗經驗的墨西哥塔帕珠拉市作為實驗地點。而此地2009~2010年發生最多登革熱病例(我註：也很奇怪，研究團隊進駐後，登革熱病例就大幅增加? 先製造病例，才能順利進行研究不是嗎?)－＞墨西哥政府訂有「基因改造生物」的相關法律，也簽署了輸入基因改造生物的國際協定。2006年開始，研究人員即開始與墨西哥塔帕珠拉市的居民開始溝通，同時進行嚴謹的實驗控制，開放公開參觀，讓當地居民不安感覺降低。－＞但「Luke Alphey」的牛津昆蟲技術公司卻在同時期的2009年於加勒比海大開曼島野放基因改造的蚊子，與「Anthony James」的蚊不同的是，這些蚊子產下的子代無論雌雄都會在幼蟲期死亡。－＞牛津昆蟲技術公司透露在2010年的5~6月間共野放了300多萬隻蚊子，讓當地「埃及斑蚊」(Aedes aegypi)的族群數減少80%。－＞辯稱有利用當地新聞媒體告知釋放這種無繁殖性蚊子的說明，但未告知當地人民這些蚊子是基因改造的，且未讓當地居民表示意見。而比爾蓋茲夫婦基金會顧問「Ｍark Q. Benedict」認為這個實驗未破壞規則，是勇於測試這項技術。(我註：我想比爾蓋茲夫婦基金會非真正的慈善基金會，愈來愈像1960年代那些人口控制計畫的美國上流社會精英了? 大家想一下，如果真的這些蚊子產生的子代無論雌雄都死亡，那麼就如同基改作物一樣，你得花大錢跟孟山都買種子，請問這與花大錢防治登革熱有不同嗎? 而且誰保證這些蚊子沒有夾帶其它不該有的人造基因呢?)－＞2010年12月，牛津昆蟲技術公司在馬來西亞一個無人居住區域又啟動野放蚊子實驗，這次引發了20多個非營利組織的抗議，不得不暫停後續在鄰近村莊的實驗。－>2011年，牛津昆蟲技術公司到巴西北部一個登革熱盛行的貧窮小鎮又啟動了一個為期六個月的實驗。－＞綠色和平實驗室資深科學家「Janet Cotter」警告說，牛津昆蟲技術公司的野放實驗是極端冒險的，沒有100%的不孕，因此有可能有些帶有基因改造的雌蚊存活逃到野外，而我們不確定有什麼後遺症?－＞而且大規模的縮減某些蚊子品種的族群數目，是否會引發野外生物鍊的變化，例如另外一種傳播登革熱(Dengue fever)白線斑蚊（Asia Tiger Mosquito)大量增加，取代「埃及斑蚊」(Aedes aegypi)攻佔實驗區－＞而且實驗區鄰近的「埃及斑蚊」(Aedes aegypi)族群也可以快速移入實驗區，必需不斷的定期釋放基因改造的雄蚊，無法根除。

cayman-islands(開曼群島)

白線斑蚊（Asia Tiger Mosquito)

致倦家蚊(Culex Fatigans)

• 為瞭解決上述的困擾，「Anthony James」領導的研究團隊正在研究「基因驅動系統」，在野生蚊子族群中傳遞抵抗登革熱(Dengue fever)的基因，至少能干擾第二型登革出血熱(Dengue hemorrhagic fever)病毒的複製。－＞這種蚊子會在大自然環境中繼續生存，而非死去，但仍要數年才能開始田野實驗。－＞但「Anthony James」本身比較喜歡「自我限制」而非「自我維持」的策略。（我註：我也是，因為自我限制可以按次計費，賺到錢，而自我維持則只能賺一次錢，對於龐大的研究經費無助益。

• 不孕症性昆蟲技術(Sterile Insect Techkology； SIT)：這種技術研發了60年，技術人員培養大批昆蟲，利用放射線讓雄蟲不孕。野生雌蟲與這些不孕雄交配後，無法產生後代。這個群體控制策略不需要使用殺蟲劑，而且只會針對特定的昆蟲(我註：所謂對農作物有害的害蟲)，已經多次成功使用，包括1977年在墨西哥塔帕珠拉大規模地中海果蠅撲滅計畫。(我註：難怪塔帕珠拉居民願意接受埃及斑蚊實驗計畫。另外， 也許是我的奇想? 那些1960年開始從美國來的人口控制專家，所發送的保險套及避孕藥中是否加了些什麼不會告知我們的成份，讓使用者或者子代不孕?)

我註：

• 「埃及斑蚊」(Aedes aegypi)：埃及斑蚊雌蚊偏好產卵於暗色的積水容器中，如儲水槽、水缸、廢輪胎、水桶、花瓶、盆栽水盤、磁盆、瓶罐及積水的地下室等，凡室內外長時間積水水質澄清的容器都有可能成為孳生源。－＞「埃及斑蚊」成蚊主要棲息於室內的窗簾、布幔、衣服及其他黑暗處。－＞雄蚊不會吸血叮人，雌主蚊要吸血對象為人類，在白天吸血，主要時段在下午四、五點；次高峰在上午９～１０點。－＞「埃及斑蚊」分佈品域集中在北緯38度與南緯38度之間的熱帶及亞熱帶地區，且主要在海岸地帶及大河流域。在台灣主要集中在嘉義布袋以南至佳冬以北沿海地區及澎湖列島。－＞「埃及斑蚊」的飛行範圍極為有限，一般都在孳生地附近50～150公尺範圍內，其活動範圍甚少超過200公尺。 －＞「埃及斑蚊」的密度，與降雨量呈反比，因為旱季缺水地區，居民常以各種積水容器儲存水以備用，因而增加「埃及斑蚊」孳生機會。

埃及斑蚊(Aedes aegypi)

• 伊波拉病毒（Ebola virus）：這種病毒於1976年8月26日首次於薩伊（Republic of Zaire；1971~1997；今名剛果民主共和國DR.Congo)北邊城鎮爆發，患者起初症狀為發燒、頭痛、肌肉痛、關節痛、疲倦、噁心、暈眩等，後續發展成帶血腹瀉、嚴重嘔吐和多發性出血。－＞伊波拉病毒在電子顯微鏡下，呈現一般纖維病毒的線形結構。病毒粒子也可能出現「U」字、「6」字形、纏繞、環狀或分枝形，基因順序是，3'端一NP—VP35-VP40-GP-VP30一VP24一L一5'端，兩端的非編碼區含有重要的信號以調節病毒的轉錄 、複製 和新病毒顆粒的包裝。－＞伊波拉病毒可透過與患者體液直接接觸，或與患者皮膚、黏膜等接觸而傳染。其潛伏期可達2～21天，但通常只有5～10天。－＞伊波拉病毒的流行的原因是醫院的環境，糟糕的公共衛生、隨處棄置的針頭、缺乏負壓病房等對醫護人員造成極大威脅；較好的設備及衛生，在現代化的醫院中，伊波拉病毒幾乎不可能爆發大規模流行。－＞伊波拉病毒（Ebola virus）是人畜共通病毒，儘管世界衛生組織苦心研究，至今仍無法辨認出任何在病毒爆發時存活的動物宿主，果蝠是目前認為的病毒原宿主。－＞因為伊波拉病毒（Ebola virus）的致命力，加上目前尚未有任何疫苗被證實有效，所以被列為生物安全第四級病毒，也同時被視為是生物恐怖主義的工具之一。

Ebola virus（伊波拉病毒）

• 馬爾堡病毒（Marburg virus)：馬爾堡出血熱第一次見載的爆發記錄是1967年在德國馬爾堡，31人獲病，病症亦因而以該地命名。這次爆發的來源經調查後，發現是來自非洲烏干達一種品種為 Cercopithecus aethiops 的猴子。德國的一家公司進口了該批染有病毒的猴子，主要是用來研製小兒麻痺症的疫苗。－＞這個病毒和伊波拉病毒（Ebola virus）有關，同樣源自非洲烏干達及肯亞一帶。病毒是由動物傳染給人類，但病毒終極來源不明。－＞馬堡病毒（Marburg virus)結構為典型的絲狀病毒，形似絲線，直徑通常一樣，病毒物質由七種已知蛋白質組成。馬堡病毒（Marburg virus)結構與伊波拉病毒（Ebola virus）幾乎一樣，但兩者的抗原反應不一。即兩者在感染者體內產生的抗體不同。－＞馬堡病毒（Marburg virus)可以透過體液、血液、排泄物、唾液及嘔吐物傳播。目前沒有任何疫苗或醫治的方法。病患者病狀為發高燒，腹瀉、嘔吐，身體各孔穴嚴重出血。通常病發後一週死亡。病發死亡率為25%~100%。

馬爾堡病毒(Marburg virus)

四、盯緊風暴與天氣預報走入鄉鎮： 天氣預報使用的工具：


 

• 雷達：會發出無線電波，遇到雨滴、冰晶、昆蟲、塵埃等大氣中的顆粒時，電波會反射。－＞預報員測量雷達返回的無線電波強度及往返時間，便能知道降水的地點與降雨強度。

雷達

雷達

• 都卜勒雷達(Doppler radar)：這種雷達是用一個規律轉動的拋物面圓盤，一次掃瞄一個仰角。它的圓盤旋轉一圈整整３６０度就完成一層掃瞄。－＞接著調高仰角，朝大氣中更小區域掃瞄取樣。－＞在惡劣天氣期間，都卜勒雷達從最低仰角到最高仰角必須分成１４層掃瞄，要花費４～６分鐘才能將整個大氣掃瞄一遍，接下來就再從最低仰角開始重複整個掃瞄流程。－＞除了上面一般雷達所能測得的資料外，都卜勒雷達還可以測量無線電波回波的頻率變化，得知降雨移動的方向與速度。－＞上述關鍵資訊讓美國國家氣象局預報員，得以在雷暴尚未發展成龍捲風之前觀測內部的氣旋移動方向及速度。

都卜勒雷達(Doppler radar)

都卜勒雷達(Doppler radar)

• 都卜勒雷達雙偏級化技術升級：即使是都卜勒雷達也無法從雷達銀幕上看出特定顆粒的形狀，所以無法辨別是暴風雨還是沙塵暴。－＞在都卜勒雷達影像中，雨滴和冰雹有時可能具有相同的水平寬度，看起來一個樣。但事實上雨滴較為扁平。－＞雙偏級化技術能辯識顆粒形狀，有助於預報員更準確預報，讓居民知道他們該提防的是雨水還是冰雹。－＞在追蹤肉眼無法看見的龍捲風時，能辨別顆粒大小與形狀的「雙偏級化技術」，讓即使隱身於暴雨或夜幕中的龍捲風，也能被偵測出其中有帶有殘骸。－＞雙偏級化技術對於監測颶風和暴風雪中的降雨或降雪量也很管用。－＞美國國家氣象局正將此技術整合進全國各地的１６０部都卜勒雷達中，預計於２０１３年完工。

• 相陣雷達（Phased-array Radar)：原本是美國海軍用來偵查並追蹤敵艦與飛彈的先進雷達技術。－＞相陣雷達可以同時發出多道波束，不必調整天線傾斜度，掃描風暴的時間縮短在１分鐘以內。這樣的雷達掃瞄技術改善，讓氣象學家得以「看見」（我註：圖形）雷暴環流內快速發展的變化，能更迅速偵測出引發龍捲風的大氣變化。－＞相陣雷達還能蒐集上述三種雷達無法獲得的風暴資訊，例如風場的快速變化，這會在風暴強度迅速改變前發生。－＞理論上，相陣雷達要有四片面板（東西南北各一片）發射並接收無線電波，才能拼出３６０度的大氣全貌。－＞目前美國海洋暨大氣總署（ＮＯＡＡ）研究人員只製作了單面板系統用於象氣監測。如要成為美國全境的標準配備，恐怕還得等到２０２０年以後。

相陣雷達（Phased-array Radar)

相陣雷達（Phased-array Radar)

• 地球同步氣象衛星（Geostationary Satellite)：似類衛星靜止在地球表面上空約３萬５０００公里的一個定點，每隔１５分鐘向地表拍攝一次，可傳送近乎連續接合的地表影像。－＞預報員將照片串連起來，即可監視迅速發展的雷暴，或偵測颶風內部的變化（但龍捲風不適用）。

地球同步氣象衛星(Geostationary Satellite)

• 繞極軌道衛星( Polar Orbiting Satellite) ：在離地表８５０公里處的空中繞行地球，其軌道通過南北極上方，能近距離且鉅細靡遺地觀測不同大氣中的溫、濕度。－＞這些分佈到世界各地的低軌道衛星（ＬＥＯ）會每１２小時掃瞄完地球。－＞美國海洋暨大氣總署（ＮＯＡＡ）計畫在10年內發射一系列新型低軌道衛星（ＬＥＯ）作為聯合極軌衛星系統（Joint Polar Satellite System)的一部分，以更先進的硬體搭載更精密的儀器，取代老舊低軌道衛星（ＬＥＯ）。－>聯合極軌衛星系統（Joint Polar Satellite System)放集到的數據，將用於電腦模型以改善天氣預報，例如颶風路徑與強度、大雷雨及大洪水。－＞這套系統配有先進的微波與紅外線感測器。紅外線感測器負責測量無雲區域；而微波感測器則能透視雲層直達地表。將僨送更精準的3D氣溫、氣壓與濕度資訊。若溫度濕度快速變化，又伴隨著低氣壓，就表示是強大的風暴。

繞極軌道衛星(polar orbiting satellites)

五、電腦模型預測天氣：

• 預測模型是根據左右大氣活動的物理定律、化學反應與其它科學關係而建立。－＞電腦模型可運算數百萬個代表天氣現狀與其它環境狀況如（溫度、氣壓與風勢等)的數字，以預測大氣的未來狀況。

• 我們假想地表被一層虛擬網格覆蓋，再往上數百公尺又有一層虛擬網格，如此，一層又一層一直到地球上空約５０公里處的平流層頂。－＞要把數十億個觀測網格點的數據轉化成電腦模型，需要數百萬行程式碼。－＞現在典型預測模型使用的網格面積為８～５０公里見方。網格面積愈小，電腦模型解析度愈高，也愈容易察覺可能轉變為大風暴的小規模大氣變化。例如1.6公里見方的網格，便能模擬出普通暴雨或颶風，突變成怪獸暴風雨或颶風的微小變化。－＞但要處理更多資料，就需要更快的超級電腦。美國西維吉尼亞州費爾蒙特市（ＮＯＡＡ）的超級電腦每秒可執行73.1兆次運算。－＞但美國海洋暨大氣總署（ＮＯＡＡ）打算借助更快的美國橡樹嶺國家實驗室最先進的超級電腦來打造這樣的電腦模型。－＞未來１０年，性能提升的新型雷達與衛星，將與天氣預測模型相輔相成，屆時電腦運算速度將超過１０-18，可即時運算準確的天氣預測模型。為了這一天早日到來，美國海洋暨大氣總署（ＮＯＡＡ）的科學家們等需成天與數學、物理與生物地球化學關係式為伍，這些關係必需整合進電腦模型中，天氣預報才能預測的更準確。

• 我們在網路或者晚間新聞看到的美國氣象，是氣象學家把美國海洋暨大氣總署（ＮＯＡＡ）的模型與國際模型中心的模型比對後的結果。

• 數值預報：就是上面談的虛擬網格。目前台灣中央氣象局採用的大氣全球模式的網格以55公里見方為準，到了台彭金馬地區則網格縮小為5公里見方(指平面)；而在垂直方向上，愈接近地表的大氣濃度愈高，對天氣的影響愈大，因此網格就愈細。而不同的電腦預測模型依其精度需求，對於網格大小有不同要求。－＞網格中的大氣資料由上述的雷達、都卜勒雷達、都卜勒雷達雙偏級化技術升級、相陣雷達、同步氣象衛星、繞極軌道衛星及探空氣球等裝置偵測而來，包括溫度、濕度、氣壓、風向、風力等資料。－＞因為世界各國的氣象資料都互通有無，因此全球模式中的大氣資料由各國提供；而台灣附近的天氣資料則由中央氣象局負責偵測。－＞但我們中央氣象局並無上述那麼多的大氣偵測儀器，可以偵測每一個網格的大氣資料，因此是將衛星、雷達及台灣陸地上２５個人工氣象站偵測到的資料，根據一定的公式算出每一個網格的大氣資料，再輸入電腦模型中進行數值預報。（我註：前面用電腦公式推估網格中的大氣數值資料；後面再用這些電腦公式算出來的網格大氣資料推估出天氣預報數值？難怪不準！）

• 統計預報：因為大氣的變化非常複雜，而且天氣系統也會移動，因此必須不斷的輸入最新的大氣資料以進行更新，加上很多網格資料是用電腦公式推估出來的，所以誤差率容易增加。為了提高天氣預報準確率，中央氣象局會把過去相同季節和氣候條件的氣象統計資料輸入電腦，修正數值預報的結果，這種方式稱為「統計預報」。（我註：那些統計資料是實測數字，還是前述的推估數字轉為統計數字？這些最終的統計資料是否與實際狀況比對修正後才正式記錄？否則錯誤的資料一再轉錄輸入電腦模型中計算，只會錯的更離譜。）

• 人工修正預報：所有數值預報與統計預報的結果，仍需由中央氣象局的預報員根據自己的知識與經驗進行修正。－＞目前隨著電腦計算能力進步，近幾年電腦預報的溫度已經非常準確。－＞但降雨及雨量部分，則因為台灣地形複雜，目前仍需由預報員人工修正，但誤差率仍大。

• 圖形化預報編輯系統（Graphic Forecast Editor；GFE）：以前中央氣象局以縣市為單位進行天氣預報時，是以各縣市主要行政中心附近的某個氣象站觀測到的資料，輸入電腦運算推估，並經預報員人工修正後，作為該縣市的天氣預報。－＞因台灣同一縣市內的地形高度可以相差上仟公尺，所以距離縣市行政中心較遠地區的鄉鎮居民覺得預報不准。－＞為了讓距離縣市行政中心較遠的民眾能接收到較準確的天氣預報，美國氣象局在１０多年前發展出圖形化預報編輯系統後，我們的中央氣象局於1999年引進，至2005年這5~6年間先將界面中文化，系統改為慣用的數值模式與統計模式，並將不同預報員的思考模式程式化整合進系統中。－＞這套系統的運作方式是將台灣陸地分成５８００多個2.5公里見方的網格，附近海域分成10公里見方的網格，將上面數值預報、統計預報和預報員人為修正思維模式全部納入電腦中計算，算出每一個網格未來天氣變化，並將這些天氣變化的情形數位化，直接以圖形顯示在電腦螢幕上，還可以依時間軸呈現天氣變化的連續圖形。－＞這些天氣預報圖形最後仍需由預報員進行修正，他們不需要針對每個鄉鎮市區一一討論，只需要對每位預報員認為最正確的預報圖形進行討論達成共識後，直接將圖形轉換為為大眾熟悉的天氣預報，如溫度、濕度、降雨機率、風向、風速等。（我註：有些os了，網格大小不是問題，而是偵測大氣資料的儀器，如果未更新為更精密者，這套GFE系統只是一套軟體，把預報資料分成368個鄉鎮圖形化而已，而且最後還要轉回為數字資料預報，噱頭比較大，難怪準確度不比原中央氣象局傳統預報方式高，也難怪中央氣象局要拖到２０１０年台北花博時才正式上線？）－＞美國於２００２年正式上線使用GFE系統；中國、韓國、日本、瑞典等國也都各自開發類似系統，其中中國與韓國已上線；澳洲也開始使用美國這套系統；西班牙則引進中。－＞目前只有美國氣象局對外公佈每個2.5公里見方網格的天氣預報資料。－＞台灣是２０１２年１月開始全面使用GFE，幾個月實際運作下來，溫度預報誤差仍比傳統方式大一些，但降雨機率預報準確度只有２５％左右（先進國家一般都在２０％～３０％之間）

Graphic Forecast Editor

• 我註：這二篇文章內容不難理解，沒有特殊的科普知識需要學習，但筆者對於撰文者的文筆真的不敢領教，翻過來倒過去讀，才能整理出上述有條理簡單的敘述。也許科學人雜誌真的該重新找好的編輯整理文字才好，否則讀者愈讀愈累，乾脆略過不讀，很可惜！－＞這二篇文章剛好撞上西南氣流及泰利颱風肆虐台灣，讓人讀來相當有感，而且讓大眾瞭解天氣預報整個運作過程，很切實際。－＞寫科學人的書摘不容易，因為文章較長且有時翻譯本身對於文章所言的內容不甚了了，譯文讀起來不通順，所以得上網找論文來看，所以花費時間較長，書摘寫起來更費工夫。而且最令人討厭的一件事是，科學人的編者常常忘了加註英文，光要查出原文是什麼就得花上一些時間，很煩。是怎樣啦！ 加上英文會死嗎？翻到書末找，它叫你上網查，@#$%*!－＞但經選我整理後，讀起來就簡單很多，喜歡這個議題的人就花一些時間看吧！