解決加州山火法寶:種蕉?- Billy Tong
每當踏入 8 月,美國加州天氣酷熱且氣候乾燥,容易引發山火。去年 8 月,當地多處爆發大規模山火,燒掉 400 多英畝土地,造成 33 人死亡。2018 年的那場山火就更加嚴重,奪走 100 人性命。近日,加州州長表示會撥出 5.3 億美元,提前準備今年的山火季節。同時,很多研究人員提出各種方法應對山火,當中有人別具創意地建議政府種蕉。
加州屬「地中海氣候」,陽光充足,但全年大部分時間都相對乾燥。同時,加州有大片森林綠地,覆蓋率佔州境面積 18% 之多。加州山火本來就是自然現象,由夏季到初秋,森林猶如火柴盒,一個閃電就足以燃燒;而近年氣候變化令雨量更不穩定,嚴重山火亦愈趨頻繁。除了自然因素外,人為因素也令事件變得更為複雜,人口急速增長,愈來愈多人搬到靠近森林的地方居住,電線短路、野外篝火失事,皆帶來風險。
政府一般的做法是加緊清理臨近民居的枯樹。南加州大學的拉加萬教授(Barath Raghavan),卻反過來建議大家種植大量蕉樹,包括城鎮,以充當緩衝。拉加萬教授不是地理學家,也不是環境科學家,而是電腦工程學家,主要研究企業網絡系統。可是,他另一個身份是狂熱的園藝愛好者,並加入了「加州稀有生果種植者組織」(California Rare Fruit Growers),現於自家、家人和朋友庭院,種植約 150 種可食用果實。
他曾經把事業與興趣結合,研究電腦程式如何令農業變得更可持續。直到兩年前,大概是「金凱德大火」(Kincade Fire)發生後,拉加萬與夏威夷大學農業學家簡達教授(Michael Kantar)通信,想到可以透過種蕉來控制山火。首先,蕉樹其實並不是樹木的一種,其莖部充滿汁液,而非木狀樹幹,所以遠比草和樹防火。蕉樹其他部分,例如葉片都有防火功能,當中 85% 是水分,網上就曾有實驗把蕉葉放到開啟的煤氣爐上,看看蕉葉要多久才會有燃燒跡象。
拉加萬估計,如果能建立一套蕉樹和水循環系統,就建能一個防火圈。誠然,如果山火火勢像去年般猛烈,蕉樹也不能抵擋火勢,但若火頭需要長時間才能發展到災難級別,就可以為消防隊爭取寶貴時間襯早滅火;另外,蕉樹若遇到高溫,頂多會化為灰燼,而非助燃物,不會加劇火勢。為證明自己的理論,他展開電腦模擬實驗,以 2017 年塔布斯山火(Tubbs fire)為數據藍本,計算蕉樹生長速度,他估計當果園深度達 300 米,就可為消防隊爭取到足夠時間。
下一步,拉加萬想進行真正的實驗,種植然後燒毀蕉樹,測試地點估計會在夏威夷,因為較容易申請。他指蕉樹的生長周期很快,很容易成熟,方案可一石多鳥,居民可享用又或者出售香蕉,帶來額外收入,更重要是可以拯救社區。拉加萬甚至已選定地點,他認為南加州氣候可以種任何品種的蕉,而他的個人建議則為巴西矮蕉,因為那是他吃過最美味的蕉;而北加州就可以種植常見的金手指香蕉(Goldfinger)又或者加州金蕉(California Gold)。
種蕉抗火仍然要解決很多問題,例如水源何在、果園要如何保養,蕉樹未成熟的話又會輕易被毀,不過拉加萬認為若其他方法行不通,這個方案值得一試。現時還未有政府官員接觸拉加萬,但他表示不介意,他也需要時間整理數據。過去加州也有種蕉抗火的案例,有「洛杉磯蕉人」之稱的理查森(Doug Richardson)就曾經為客人種植 1,500 株蕉樹,當做防火區。
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郭守敬,邢州邢台人(今河北省邢台市),是元朝著名的科學家,與劉秉忠、張易、張文謙、王恂四人合稱紫金山五傑。
郭守敬年幼時受其祖父影響,刻苦又聰穎好學。祖父郭榮,為當地有名的數學家、天文學家和水利專家,精通算術和水利工程。郭守敬自幼便隨祖父學習各類技藝,並表現出驚人的天賦。他曾根據蓮花刻漏圖的圖紙描繪,便能理解並分析其運作原理。郭某曾意外獲得一個《尚書璇璣圖》,並成功利用竹片將其中記載的渾儀大致還原,此時他尚不足十六歲,可見郭榮對郭守敬有巨大的啟蒙作用。
郭守敬在得到元世祖賞識前已聞名於邢州。金・元好問 《邢州新石橋記》中記載了這麼一則故事:邢州自宋朝時曾有三條河流,並有一座石橋用以橫跨三條河條,然而因為遼金之間的連年戰爭,石橋早已被戰荒破壞,又被河水沖毁,被汙泥淹沒,百姓們只得架起獨木橋作過河之用,但獨木橋十分危險且經常損壞,百姓苦不堪言。時任地方官張文謙命郭守敬擔任測量師勘測石橋舊址。郭守敬經考察後,指出其中一個地方應該是石橋遺址。官員命工匠發挖,果然發現有殘破石橋遺址埋藏在下。消息傳開後,郭守敬為時人所傳頌。
公元1262年,元世祖(忽必烈)聞劉秉忠的大名,召其入京諮以政事。劉秉忠遂攜同郭守敬及其好友王恂共同進京面聖,並向忽必烈推薦年僅31歲的郭守敬。郭守敬向元世祖提出了共計六條分別涉及邢州流域,中都等地的水利建議,他更預言元朝遷都大都(今北京)後將會面臨開發和調配水資源的問題。元世組深以為然,提出不少問題,郭守敬對答如流,得到元世祖賞識。元世祖即場任命其為「提舉諸路河渠」,負責整修及管理各地河渠。不久後,西夏地區河渠問題嚴重影響農業發展,他以河渠副使身份,前往西夏地區重修舊有黃河灌渠。
郭守敬走馬上任後的第一個工作,就是修繕地處西夏地區的眾多荒廢水渠。西夏地區本來就屬荒蕪之地,再加上連年戰亂,幾乎所有的水渠都已汙塞,無法發揮引水的作用。當地農民賴以為生的農田全部荒廢,引發饑荒,居民流離失所,生活困苦。郭守敬經視察後,發現寧夏兩大幹渠的淤廢對地方民生的影響最大,決心從這兩條渠入手,爭取在最短時間內使寧夏農業復蘇。郭守敬經過研究後,提出了「固舊圖新」的做法。他一方面命人疏通舊渠,另一方面又命令開挖新渠,雙管齊下。同一時間,由於西夏地區雨量極不穩定,供水的穩定性也成為非常嚴峻的問題。有見及此,郭守敬提出了建立水閘,築起水壩的構思,以水量過多時「泄水」及水源稀缺時「節水」的做法鞏固供水的穩定性。 這就是水壩的構思。
寧夏區當時擁有兩條大型水渠以及附近四州合計十餘水渠,合計二千六百餘里。在郭守敬的指揮下,竟然在兩年內便逐漸發揮作用。兩年之內,西夏區農業便開始復蘇,流離失所的居民紛紛遷回舊居務農。當郭守敬完成任務回京覆命時,西夏區已是一片繁榮,煥然一新。寧夏百姓為了紀念他,為他建立了一個祠堂。時至今天,寧夏唐萊公園仍有一尊郭守敬像。
現今中國的首都——北京,最早為元朝時期的國都。元軍攻陷南宋國都汴京後,忽必烈把國都從上都搬遷至大都,方便管治中原。金朝時期,金朝統治者便已看中大都的地理位置,著力發展大都,至元朝時大都規模已不下於開封等地。但是,與開封、汴京和長安等數朝古都不同的地方是,大都附近並沒有大型的河流能夠為城鎮提供源源不絕的水源,以及更重要的航運交通。
古代陸運技術遠遠落後於水運,因而只有船隻能到達的城鎮才擁有高速發展的資本。而當時的北京城,也就是大都,並不符合這種條件。商船的貨物若要進京,需在通州卸貨後,改用陸運,即利用人力及馬車運送入京,非常不方便。金朝年間,統治者曾下令開挖通州至京都(北京,)的運河,試圖接駁通州港口以及通往南方富庶地區的商船航道。然而,時任負責人某某顯然沒有勝任這工作的才能,他命令從京都西部的河流——渾河(今永定河)引水東下灌水進運河。結果就是運河常常淤塞,航路不順,商船難以正常航行。金朝時期,曾經有一次發大水,運河溢水泛濫,竟將京都淹沒,損失慘重,最終金朝統治者只得填堵運河棄置,運河計劃以失敗告終。
郭守敬到任後,認為引永定河之水灌河不可取。他改為引玉泉山的清泉之水至通州,因為玉泉山清泉清澈而少泥沙。但是清泉的水完全不能滿足需求運河的漕運量,大型的商船根本無法駛進該運河。萬般無奈之下,郭守敬只得又打起了永定河的主意。他滿懷自信地按照在西夏治水時的套路,建立了水壩套餐,企圖依靠水壩的功效來解決發大水的問題。然而,這只是治標不治本的方法。過了不到一年,因為泥沙量太多,沙石竟堵死了水閘,水閘失去作用。最終,水閘計劃也宣告失敗,郭守敬放棄了依靠壩河單獨支撐大都的需求。
經過多次碰壁,郭守敬下定決心,遍尋大都附近地形,找尋能滿足需求的水源。皇天不負有心人,他終於在大都以北三十里的神山上,找到了白浮泉——一個水量充沛,水質清澈的泉眼。由於白浮泉與大都之間相隔了兩座大河谷,直接向南引水肯定是不可能的。郭守敬精心設計了一條路線,向西南方引水,借道河谷西南部取道大都,中途甚至能匯合西山群其他清澈的泉水,提供更多的水源,最後將匯合而成的水流引向大都,如此一來便能為大都運河的建設提供充足的條件。忽必烈聽到計劃後眼睛發亮,立即下令調動數萬軍民投入工程,由郭守敬全權指揮。全長160華里的山道運河工程,在郭守敬的指揮下,竟在一年半內便正式峻工。從此,從江南富庶之地遠途而來的商船,能經新建成的運河,直達大都,在大都內一處名為「積水潭」的水塘卸貨。忽必烈後來遇然經過積水潭,看見商船數量之多甚至把河水都遮掩了(史書記載當時的場景為「舳艫敝水」),大喜過望,將運河賜名「通惠河」。通惠河不但解決了大都的水源以及漕運問題,更徹底打通了中國南北的航運通道。它實現了從西北方引河入城的構思,在提供航道的同時,又能給大都提供北方寶貴的水資源,奠定了大都的供水格局,而這格局直至現代,仍被北京城所沿用着。
除了在水利工程方面有巨大的貢獻,郭守敬還在天文學上做出了巨大的貢獻。忽必烈遷都建立元朝後,因為從宋朝時期傳承下來的舊曆時隔過於久遠,誤差十分嚴重,經常誤導農民,令他們錯過農耕時節,對農業收成造成不少的影響。郭守敬的老師兼好友劉秉忠生前曾向忽必烈建議編製新曆法,卻沒有結果。後來,元朝遷都大都後,郭守敬等人上書忽必烈,再次建議編凪製全新的天文曆法。忽必烈也覺得此事勢在必行,便於至元十三年(1276年)宣佈開始改製新曆,並任命張文謙全權負責此事,張文謙又找來了郭守敬和王恂等人協助。
郭守敬為編製曆法做準備就花了四年以上的時間。郭守敬在準備時期提出了「曆之本在於測驗,而測驗之器莫先於儀錶」的著名理論。
在準備時期,郭守敬創造了玲瓏儀,改良了自漢朝傳承下來的日晷儀,改名星晷定時儀,利用日影來測量時間。改良蓮花漏,制成寶山漏,用來計算時間,還有高表,候極儀,立渾儀,景符等等。他還創造了世界上首個水動計時裝置——七寶燈漏(又稱大明殿燈漏)。
郭守敬在他提出的理論裏,強調了編制曆法的兩大重點,儀表和測驗。經過了三年的準備後,儀器工具等均已被齊備,此時只剩下測驗來蒐集資料了。郭守敬非常清楚,以元朝的疆域之廣,再加上宋朝以前的數據已經存在大量缺陷,如果要制作一個通用於整個元朝廣大疆土的準確曆法,一個超大規模的大型觀測是必須的。元十六年(1279年),郭守敬向忽必烈提出在元朝全國進行大規模的天文測量,以獲得準確的數據編制新曆。忽必烈非常贊同,當場批準實拖,任命郭守敬全權負責測量事項。這次測量,就是著名的「四海測驗」。
郭守敬設立了共計二十七天文觀測點,二十七處觀測點均各設置了一個觀星台。觀測點的分佈極廣,郭守敬為此設立了一十四個監侯官來統籌龐大的測量工程。元十八年(1280年),郭守敬等人經常充分的準備和計算,於該年春季正式頒佈全新的曆法—「授時曆」。授時曆提出一年的長度為365.2425天,即一年總時間為365天5小時49分鐘20秒,一個月有29.530593日。這與現代曆法的測量時間差距僅有26秒鐘。授時曆提倡的周期更與現代使用的「格里高利曆」(即陽曆)完全一致,而授時曆的發佈時間較格里高利曆早302年。西曆由1582年開始發行並通用。
忽必烈死後,元朝後繼的統治者們迅速腐敗下來。他們展開了一場又一場的政治鬥爭,爭權逐利。郭守敬雖然沒有被卷入政治鬥爭,卻對朝廷大為失望。同時,年事已高的他也失去了年輕時的熱血之心。他沒有再推行各種的大型工程,而是專心著書立說。他留下了《推步》、《轉神選擇》、《上中下三曆注式》等前後共十四本作品,均為後世參研天文學提供大量根據和參考資料。
無論是古代還是現代,世人對郭守敬的評價都非常高。其徒弟齊履謙稱讚他「生有異操,不為嬉戲事」。在古代,史書稱其「不可及者有三,一曰水利之學,二曰曆數之學,三曰儀象制度之學」,即是說他在水利工程,天文曆法以及儀象制度這三方面的領域都是前無古人後無來者,難以企及的。德國傳教士湯若望稱其為「中國的弟谷」(弟谷為歐洲著名天文學家),事實上,因為郭守敬早於弟谷,不少人認為應把弟谷稱為「歐洲的郭守敬」。明代科學家徐光啟稱讚其技術為「絕學」;其好友劉秉忠評價他「習知水利,巧思絕人」;元代詩人王惲稱讚他「善推步算數,隱德君子也。」。在現代,河北省刑台市將其中一條主要街道命名為「守敬路」。小行星2012以郭守敬的名字命名。1981年,國際天文學會將月球上一座環形山命名為「郭守敬環形山」。2010年,LAMOST望遠鏡被正式冠名為「郭守敬望遠鏡」等等。
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雨量計算方法 在 Beginneros Facebook 的精選貼文
【水舞間|#每小時降雨量的計算方法】
為甚麼下雨下得像水舞間般的時候,還只是 #黃色暴雨?你又想過天文台如何計算每小時降雨量嗎?
https://beginneros.com/triviaDetail.php?trivia_id=1110
根據香港天文台,每小時降雨量是用「#翻斗式雨量器」去量度。這個雨量器中間位置有一個樞軸,並會有一個分格式的雨斗組件,採用像 #蹺蹺板 的原理。
當雨斗的上半格收集到0.5毫米的累積降雨量時,#雨斗 就會傾斜翻動一次,將雨水排走,然後移動成另一半格的雨斗去收集雨水。而在雨斗翻動時,會產生電流脈冲,並由數據記錄儀記錄。
只要將選定時段的數據相加,就可以得出期間雨量總和,而這個雨量數據再經電話線傳送去天文台總部,令天文台可以即時和自動接收雨量器的雨量報告。
目前天文台有超過20個這種自動雨量器,並在每隔5分鐘收集全港各處的雨量讀數。黃色暴雨就是每小時雨量超過30毫米;紅色暴雨是每小時雨量超過50毫米;而黑色暴雨是每小時雨量超過70毫米。
不過無論如何計算,下雨時還不是要起床準時上班。
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