科學人 9月號/2023 第259期

熱到要命

世界因極端高溫而致死的人數不斷攀升，在美國更高於颶風、洪水和龍捲風等天災。許多人其實是熱傷害高風險群，卻毫不自覺。

撰文／亞當斯﹘富勒（Terri Adams-Fuller）
繪圖／卡勒里（Taylor Callery）
翻譯／邱淑慧

去年6月25日在美國加州帕沙第納，快遞公司優比速（UPS）的貨車司機查維茲二世（Esteban Chavez, Jr.）和其他人一樣展開如常的一天。但這座城市正遭逢極端熱浪，正午氣溫超過32℃。他送完當天最後一筆訂單，便倒在貨車的駕駛座上。在查維茲二世失去知覺20分鐘後，才由收件地址的屋主發現並尋求醫療協助。查維茲二世的家屬表示，他死於熱衰竭導致的中暑，年僅24歲。

查維茲二世看起來不像是會因極端高溫而有健康風險的人。但這類不幸的死亡案件越來越常見。1980年代以來，在美國與熱傷害有關的疾病及死亡人數持續攀升，這是地球氣溫上升的直接結果。根據美國國家環境保護署（EPA）資料，美國每年有將近1300人因暴露於高溫而致死，隨著氣候變遷加劇，這個數字幾乎肯定會持續攀升。這種現象當然不限美國，發表於2021年8月《刺絡針》（Lancet）的一項研究顯示，2019年有九個國家總共35萬6000人死於熱傷害導致的疾病，這相當於美國佛蒙特州的半數人口。

暴露在極端高溫下，會損害中樞神經系統、大腦和其他重要器官，而且影響速度驚人，導致熱衰竭、熱痙攣或中暑。極端高溫也會使高血壓和心臟病等疾病惡化，對於慢性病患尤其危險。年長者是熱傷害的高風險群，而幼童的體溫調節能力不如成年人，因此在極端狀況下也很脆弱；但其實所有年齡層都可能備受危害。有些研究顯示，戶外工作者最可能發生熱傷害，無論年齡高低。

在美國與天氣相關的死因中，極端高溫排名第一，一整年中因高溫致死的人數更高於颶風、洪水和龍捲風。然而有研究顯示，相較於風暴潮和野火等劇烈天災，大眾處於熱傷害時往往渾然不知，也不常意識到個人所面臨的風險。人們面臨熱傷害時，鮮少採取保護自我的行爲，而這樣的落差也由個人認知擴大到政策面。即使考量高溫對人類健康構成的危害，防範熱傷害通常不會是緩解氣候變遷與調適計畫中的優先項目......

颱風——禍福相倚的自然現象

停電時冰箱盡量不開、漫過街道的水淹進院子、晚上點著蠟燭聽著密集的雨點劈哩啪啦打在保護玻璃窗的塑膠布上，這是我們從小經歷颱風的共同回憶，當時只覺得是「災難」，長大了才知道隨著風雨而來的是台灣重要的「資源」；但在「全球暖化」使得海溫升高的同時，我們是否自己把「災難」做大了？

文／孫維新

1986年8月，因為博士論文研究的需要，我第一次越過赤道，來到南半球，使用智利高原上的望遠鏡觀測南天星空的類星體。

這段航程又遠又久，我先從美國洛杉磯往東飛到邁阿密，再從邁阿密往南跨越赤道，飛到阿根廷的首都布宜諾斯艾利斯，再從布宜諾斯艾利斯往西飛越安地斯山，到達智利首都聖地牙哥，然後再轉小飛機往北飛往天文台所在地的拉塞瑞納（La Serena），東南西北都飛齊了，才能到達托洛洛山泛美天文台（Cerro Tololo Interamerican Observatory, CTIO）的總部。

這段旅途中，我最期待的就是從邁阿密跨越赤道飛往布宜諾斯艾利斯的這段航程，半夜從邁阿密起飛，飛了將近九個小時，早上8點多飛機落地，我一下機就衝往廁所，您千萬不要誤會，不是我在飛機上忘了去，而是要進行一場在北半球做不了的實驗。接下來的半個多小時，進出廁所的旅客都會看到一個亞洲年輕人靠著洗手台，低頭專注地看著臉盆，然後不斷儲水、放水、儲水、放水，一直玩到智利航空呼叫登機，才心滿意足地離去。

您或許已經猜出來了，我是在觀察水流漩渦的方向。北半球低壓區（大致從熱帶到亞熱帶）的氣旋是逆時針轉動的，南半球低壓區的氣旋是順時針轉動，這是因為地球在赤道上轉速最快，到了南北極速度為零，所以從赤道往南或往北前進，會發現緯度越高，轉速越慢，也因此北半球的熱帶氣旋在形成時，南邊接近赤道的氣體速度快，北邊的氣體速度慢，自然轉成了逆時針的氣旋，反之亦然，南半球的熱帶氣旋會感受到接近赤道的氣體移動得快，南邊較慢，自然轉成了順時針的漩渦。

這個因為速度差而造成的轉動現象，好像是由一個看不見的「力」導引的，這個「地轉偏向力」就是我們在物理上熟知的「科氏力」（Coriolis force），是在1835年由法國物理學家科里奧利（Gaspard-Gustave Coriolis）提出的，為的是描述「旋轉體系」的運動。

他提出可以在運動方程式中引入一個「假想力」，就可以像處理「慣性體系」的現象一樣簡單地處理「旋轉體系」中的現象。由於我們生活的地球本身就是一個巨大的旋轉體系，許多大尺度的自然現象都看得到「科氏力」的影響，因此在科里奧利提出了這個觀念之後，「科氏力」很快就在流體運動的領域中佔有了重要地位。

不過回到臉盆放水的實驗上，有些研究大氣科學的同事認為「科氏力」不應該會出現在這麼小的尺度上，但我印象中離開廁所時是心滿意足的，所以當時應該看到了不少「順時針」漩渦。後來在網路上看到觀光客在厄瓜多（República del Ecuador，直譯就是「赤道共和國」）的一個小村落中拍攝的影片，赤道剛好通過這個村落。畫面中有兩個設置在黃土地上高一公尺多的臉盆，彼此隔著赤道距離約50公尺，一個小孩先在這一端的臉盆加水，然後拔掉塞子看水流的漩渦，再跑到另一個臉盆旁邊，也是加水再放水，觀光客就跟著跑，追著拍攝兩個臉盆中水流的漩渦方向，兩個漩渦的方向竟然真的是相反的！

我感覺這個影片比我自己做的實驗還要誇張，不單是「科氏力」顯然可以出現在臉盆這樣的小尺度上，即使才隔著幾十公尺，只要跨越赤道，「科氏力」就明確地創造了兩個不同轉向的漩渦，這才叫做難以置信。網路影片的真假我無從確認，但這顯然是一個未來能實地測試的簡單過程。

更有趣的，是「科氏力」不只是單純觀察，還可以親身體驗！我在「2009全球天文年」的「仰觀蒼穹四百年」特展中，打造了一個「科氏力大轉盤」，參觀的遊客玩得不亦樂乎。等我到了國立自然科學博物館，就在2017年揭幕的台達「物理世界」展覽中，設計了一個五米直徑的「科氏力大型咖啡杯」，參加體驗的遊客在大型轉台上旋轉，而在這個過程中，人們會看到從對面丟過來的球，竟然會在空中神奇地轉彎，砸到旁邊正幸災樂禍旁觀的同學頭上。好像有一個「力」，能讓空中飛行的球轉彎！

其實這個過程中並沒有任何「力」，只因為觀察者自己在轉，觀察的角度不斷改變，就會覺得是球的飛行路線在改變，這個體驗清楚說明了「假想力」的本質和效果。（如果您有興趣，請到科博館科學中心四樓，由台達電子文教基金會捐贈的「物理世界」親身體驗，相信我，您會收穫滿滿的！）

當我訪問舊金山的探索館（Exploratorium）時，看到了另一個令人驚歎的展示，在巨大的電視牆上，工作人員投上去美國航太總署（NASA）對地表的長時間衛星影像圖，其中箭頭是海面上的風速和風向，顏色則是海水的溫度，在2011年的8月中下旬，我看到有好幾個在北大西洋上形成的颶風，從東往西襲擊了美國的東南部。原先只是一些細小箭頭，但隨著時間發展，有些地方箭頭越來越密集，移動速度也越來越快，很快就形成了一個初期的逆時針氣旋（左圖中央上方），當這個氣旋在大洋上移動時，我驚訝地看到，它經過的海面瞬間從紅色（高溫）轉為黃色（中溫），清楚地說明颶風（颱風）一路走一路長大，能量就是來自海面的高溫！

這期《科學人》雜誌討論了颱風和龍捲風，對在台灣的我們而言，颱風是「災難」，也是「資源」。有一回我問了我的同屆同學，氣象界的「網紅」鄭明典局長，颱風帶來的水資源對台灣有多重要？他說對北部而言，大約是45~50%的淡水資源，對南部而言，更可能到60~65%，我對這個數字的記憶可能不是很精確，但颱風帶來的降雨卻是台灣不可或缺的水資源，所以我比較傾向稱颱風為「自然現象」，而非單純「災難」。但在人為的全球暖化下，海水表面溫度升高，颱風的威力增強，期待「資源」送上門的同時，卻也要擔心「災難」的威脅日增，這不又是一個人類給自己帶來的困擾？

關於封面

夏季烈日當頭，走在路上人彷彿也要融化了！我們往往忽視自己有熱傷害風險，導致熱衰竭這類致死事件頻傳。正視熱傷害、採取保護自我的行為，才能適應全球氣溫高升的未來。呼應主題，本期封面特別加上一片液晶變色溫度計，讓封面也能隨著閱讀的熱度而改變。

行家領路 guides
6 總編輯的話 颱風——禍福相倚的自然現象 文／孫維新

8 科學人觀點 出奇制勝刺殺致癌基因 文／曾志朗

10 我是企業家，也是科學人
科學就是想辦法找真正的答案——專訪資誠聯合會計師事務所所長周建宏
採訪／林詠翔 整理／袁珮閎

30 形上集 
氫彈：甜美的技術，不過…… 文／高涌泉

31 教科書之外 
大自然的巧妙互利 文、圖／陳文盛

32 機器思維
高德納：演算法分析之父（二） 文／林一平

33 科學棋談
關於歐本海默的幾個迷思 文／張瑞棋

37 一探本質
不能證偽，不成科學 文／葉李華

102 藝次元 
AI編舞．波動人心 採訪整理／陸子鈞

104 知識搖籃
如果不知死，焉知生？ 文／黃貞祥

106 萬物皆有靈的感官世界 整理／陳碩甫


專題報導 FEATURES
氣候變遷
38 熱到要命 文／亞當斯－富勒（Terri Adams-Fuller）

大氣科學

46 鬼切龍捲風 文／菲謝蒂（Mark Fischetti）
53 龍捲古今譚 文／趙丰
56 為什麼颱風又沒登陸！？ 文／李明營、李清縢、羅資婷、洪景山

心理學
62 當我們同在一個身體 文／萊斯特（Rebecca Lester）
72 猶如方塊的立體切面：多重人格 文／周勵志

行星科學
78 小行星採樣 快遞中…… 文／莫斯柯維茨（Clara Moskowitz）

動物行為
86 昆蟲知否知否 文／奇卡（Lars Chittka）

科學人新聞 NEWS SCAN
12 藝術體感｜繃帶電擊治療法｜北極算術｜反向凝固｜發現愛因斯坦地磚 

時事解析 comments

95 專家看新聞
測測AI的IQ 文／羅瓦寧（Eka Roivainen）

96 科學佐以詩文
-45℃的南極光／東方湖 文／布魯克（Paul Brooke）

98 攸關心智
醫療關懷應與專業並重 文／拉瑞里歐（Z Paige L'Erario）

100 宇宙奧妙
離鄉背井的太陽 文／彼萊特（Phil Plait）

108 圖表會說話
公平分配碳排放量
文／湯普森（Andrea Thompson）
圖表／蒙塔涅斯（Amanda Montañez）

《科學人》雜誌－全球科普雜誌第一品牌

自2002年創刊以來共11年榮獲出版界最高榮譽雜誌出版金鼎獎！身為全球科普雜誌的第一品牌，《科學人》一直領先報導全球最先進的科學脈動與產業趨勢，除生命演化及天文奧秘的探索外，也包括成就未來經濟創新的各種工具：「NBIC，Nano-Bio-Info-Cogno（奈米科技、生物科技、資訊科技與神經科技）」，及其聚合衍生的「長壽醫學」、「未來能源」、「淨化科技」、「即時通訊」、「人工智慧」及「前進太空」等產業趨勢內容。除了原Scientific American文章精確編譯外，台灣延伸企劃採訪篇章更佔40%以上，藉由淺顯易懂的編輯呈現方式，帶給產業精英、知識家庭、高中及大專院校師生最具未來性的知識力。

《科學人》雜誌即將於2017年2月滿15週年！15年來，在「廣」的方面，《科學人》月月帶給台灣讀者科學新知、科學新聞、重要科學研究；而在「精」的方面，《科學人》推出15週年特別獻禮：「博學誌」系列文集，滿足您在單一領域更深入、更全方位的知識渴望。

「博學誌」系列文集

問，時間為何物？（2016/9/20全新出版） 台灣大學物理系教授 高涌泉 專文導讀

窺探大腦（2016/10/20修訂版）  中央研究院院士 曾志朗 專文導讀

發現天文之美（2016/11/20修訂版） 國立自然科學博物館館長 孫維新 專文導讀

掌握數位生活（2016/12/20全新出版） 台灣大學資工系教授 林守德專文導讀 活靈活現動物行為（2017/1/20全新出版）金鼎獎科普作家 張東君 專文導讀