雷達迴波圖是什麼?氣象學之「眼」:雷達! - PanSci 泛科學

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從2012年天秤颱風的雷達回波圖(左圖)來看,紅色區域就是雲中水滴豐富的地區,往往水滴最豐富的地方,多半就是降雨最多的所在,所以拿雷達回波來做短時間的雨量評估會更 ... 000文字分享友善列印繁|简000地球脈動專欄泛科授權2.0科技能源雷達迴波圖是什麼?氣象學之「眼」:雷達!阿樹・2012/08/31・2112字・閱讀時間約4分鐘・SR值520・七年級+追蹤國中生的科普素養閱讀平台:《科學生》,素養強化訓練今天就展開!雷達回波圖,怎麼看才對?和衛星雲圖有什麼差別?打開電視或是上網看颱風動態、天氣狀況的時候,或許大家會發現,關於天氣的影像百百種,有天氣圖、衛星雲圖、雷達回波圖、累積雨量圖…就算看完那一堆「圖」,對於氣象預報怎來的,還是霧煞煞吧?或許大多時我們想知道的,不過只是「會不會下雨」這而已,那一堆圖就算看不懂,也就算了。

但對於氣象預報,這一大票的圖,都有各自的功用和效果。

既然大多時候我們想知道的是下不下雨,不如就來看看,對於降雨觀測預報的一個重要利器:雷達。

雷達回波圖,那是什麼?可以吃嗎?「雷達回波圖」就是氣象雷達的最終產品。

然而,收到的回波訊號其實是沒有顏色之分,只有強弱不同,將不同的數值上色只是為了讓人更容易看懂而已。

從2012年天秤颱風的雷達回波圖(左圖)來看,紅色區域就是雲中水滴豐富的地區,往往水滴最豐富的地方,多半就是降雨最多的所在,所以拿雷達回波來做短時間的雨量評估會更接近實際值。

像臺灣颱風洪水研究中心,就研究出了利用雷達回波資料作未來一小時的降水評估,利用過去的觀測資料,找到各地的降雨與回波圖的連結並建立資料庫,未來當有觀測數據時即可搜尋過去最近似的雷達回波圖,就能進行降雨量評估。

回波與降雨的關係降雨量和雷達回波有正相關嗎?看上方天秤颱風的當日累積雨量與雷達回波圖可以略窺一二,南方的水滴含量豐厚,而北方的回波最強處正好是中央山脈的東邊,算是蠻一致的。

至於為什麼已經有雲圖了,還要用雷達回波呢?有雲不代表一定有雨(陰天),這也是再合理不過的解釋了吧?但現今的衛星雲圖是利用紅外線的回波,看看下面8/30的午後的雲圖與回波圖、降雨圖,可以發現,在北部與中部附近,雲圖上不太清楚,但雷達上明確的有水滴的訊號,也的確出現降雨,故對於水滴的偵測雷達回波的資訊比雲圖更為直接,不同的工具各有所長,氣象衛星、氣象雷達,就是氣象學家或預報員的「雙眼」,缺一不可。

 氣象雷達的原理哇,講了半天,還沒講到「原理」耶!別急,雷達原理十分簡單,在雷達的天線中,包括了發射器、接受器以及天線罩(所以看起來外觀都像顆球),雷達會發射電磁波訊號到四周的空中,會完整地繞一圈,並逐漸提升仰角,有部分訊號會被散射掉,但有部分訊號則會遇到水滴、冰或天空中的物體而反射,接受器就是在接收反射的電磁波,進行分析。

雷達回波得到的資訊,並不只有水滴的大小與含量,新型的「雙偏極化雷達」,更可以了解水滴的形狀、,甚至連龍捲風也能夠即使偵測到(因為龍捲風通常在暴風雨中,但卻能捲起大量碎屑),可以提前預警;而利用都卜勒效應便可知道雲雨團的運動方向(即風向)。

在近期美國國家海洋大氣總署(NOAA)也試著將軍方專門拿來偵測導彈的相位陣列雷達應用在氣象觀測上,將能提供更即時、更精細的資料。

目前臺灣的雷達分布,由五分山、花蓮、墾丁和七股等完全涵蓋,而美國也將雷達廣泛設置於全國各地,以達到完全涵蓋的效果。

雷達的電磁波會傷身?國內某些環保團體,對於雷達具有相當程度的疑慮,尤其是七股雷達站,也曾吵的沸沸揚揚的,但畢竟我對於電磁波對人體並無研究,在此也不特別對其批判,僅列出一些原理與科學觀點。

雷達針對特定方向發射出的脈衝每次約0.00000157秒,經過繞圈與逐次提升仰角,而美國所使用的WSR-88D型的氣象雷達,最大功率為45萬瓦,雖然看起來似乎很驚人,但實際上在一個小時中,零星加起來只有7秒是發射電磁波,其餘的59分53秒都是在「聽」傳回來的訊號。

加上雷達通常設於透空良好處,考量附近建物時也有一定的規範,雷達發射也僅從水平開始向上提升仰角,看起來似乎對於週遭環境無直接影響。

此外,船隻或飛機皆配有都卜勒氣象雷達,殊不見有駕駛因此致病的案例。

說真的,如果真的要把健康歸咎於雷達,是不是應該統計在雷達站工作的人員,或是比較全臺灣四座雷達站,甚至全世界的雷達站呢?似乎扯遠了,回到主題,新聞媒體上的氣象播報時,提到雷達回波圖的頻率日漸增加,而網頁上也很容易查到資訊,希望看完本篇之後,自己也能簡易判讀雷達回波囉,搭配預報來看看是否自己能看得出一些門道啊!延伸閱讀NOAA雷達簡介台南環境保護聯盟抗議七股氣象雷達電磁波傷人氣象雷達危害人體?臺灣颱風洪水研究中心交通部中央氣象局>常識>氣象現代化科學人124期:盯緊風暴相關標籤:天氣預報氣象學氣象雷達雷達分布雷達回波圖電磁波熱門標籤:大麻量子力學CT值女科學家後遺症快篩時間文章難易度剛好太難所有討論 0登入與大家一起討論042文字分享友善列印042人體解析專欄生命奧祕編輯精選萬物之理醫療健康電影中的科學來自姊姊的愛:約兒力氣要多大,才能把弟弟的肋骨抱斷?linjunJR・2022/07/13・2833字・閱讀時間約5分鐘+追蹤國中生的科普素養閱讀平台:《科學生》,素養強化訓練今天就展開!話題新番SPYXFAMILY中的媽媽約兒,是武功高強的職業殺手。

力大無窮的她曾因為不小心抱得太用力,導致弟弟的肋骨不幸斷裂。

約兒的力量究竟要多大,才能靠抱抱折斷別人的肋骨呢?約兒的力量究竟有多大,才能靠抱抱折斷別人的肋骨呢?圖/IMDb肋骨雖然是保護軀幹內重要器官的鎧甲,但比起粗壯的大腿骨等等其實是相對容易發生骨折的區域。

除了一些激烈的競技運動可能會導致肋骨出事之外,CPR過程中的壓胸動作也有一定機率會造成胸骨或肋骨骨折。

這樣看來,單靠人力要把肋骨折斷好像並非不可能。

除了安妮亞需要擔心這個問題之外,清楚地知道「東西什麼時候會斷掉」也是許多工程師每天會遇到的挑戰。

然而這類實驗每做一次就要毀掉一塊材料,大多時候更完全沒有做實驗的可能(例如大型建築結構,或是無辜人類的肋骨)。

接下來我們便可以用一些簡單的估計,來探討人類肋骨究竟會不會在擁抱過程中意外斷裂。

安妮亞擔心跟媽媽抱抱時,肋骨可能會斷掉的這個問題。

圖/IMDb關心安妮亞的肋骨之前,我們先了解什麼是斷裂力學一般而言,固態材料受到外力時首先會產生正比於外力大小的彈性形變,外力停止之後便能恢復原狀。

硬度(Stiffness)描述的是彈性形變和外力的正比關係,也就是「外力=硬度*形變量」。

在相同的外力之下,硬度越大的材料形變越小。

外力大到某個程度時,會造成不可恢復的塑性形變,此時材料內部的微觀結構通常已經遭到破壞;外力再大一些便會造成巨觀的斷裂。

材料在斷裂前能承受的最大應力就是其強度(Strength)。

玻璃這類硬而脆的材料硬度大但強度小,也就是說它不容易形變,但應力一大就裂開;金屬類則通常有較好的強度和較大的彈性範圍,因此彈簧通常以金屬製成。

硬度跟強度是相關但獨立的概念,下面關於斷裂的討論會著重在強度的部分。

作為複雜的有機結構,骨骼的力學性質並不如上述的如此簡單。

骨骼遭受外力衝擊時可以透過局部的塑性形變來分散能量,使裂痕不易蔓延。

也就是說,是否骨折不只和力的大小有關,也和施力的速度有關。

瞬間的重擊會讓能量來不及耗散,材料因此更容易斷裂。

用吸管插手搖杯封膜時一定要快狠準便是這個道理,如果慢慢加壓只會讓塑膠封膜凹一個洞(也就是塑性形變),那不是因為力氣不夠,而是因為施力不夠快。

用吸管插手搖杯封膜,如果慢慢加壓只會讓塑膠封膜凹一個洞。

那不是因為力氣不夠,而是因為施力不夠快。

圖/Pexels但骨骼的塑性性質實在不好估計,所以先別管那麼多。

一般在實驗室中若要測量骨骼的斷裂強度,應該就是緩慢地對材料加壓直到斷裂,這樣才能獲得完整的「彈性─塑性─斷裂」過程的資料。

我們暫且假設內心溫柔的約兒擁抱親人的動作(相較於出拳攻擊)是緩慢的,只是力氣的高峰值出奇地大,所以肋骨在經歷了充分的塑性形變後才最終斷裂。

對於這類相對緩慢的擁抱,我們便可以安心地套用現有的一些測量數據。

一般人擁抱的力量和約兒有什麼不同?骨頭的部分接下來只要交給谷歌就可以了,那擁抱的力量該有多大呢?一般人抱的動作大概不會把雙臂交疊在一起,而是分別放在對方的肋骨上。

所以我們只要考慮一隻手的力氣就好,兩隻手就只是斷掉的肋骨數量乘以二而已。

如果健身房有一台以擁抱動作為發想的訓練器材,一般人用一隻手能拉起的槓片數量應該不多,可能最多十五公斤。

約兒提到她當時抱斷了弟弟的三根肋骨,意即兩隻手的力量差不多由三根肋骨扛起,也就是一根肋骨要承擔十公斤重的力。

換成物理學家用的單位,就是差不多100牛頓。

有這樣的姐姐,尤利還能順利活下來也絕非凡人。

圖/IMDb但是知道力的大小還不夠。

直覺會認為,較薄的材料比較容易折斷,同樣的材料在斷裂前能承受的力應該跟截面積呈正比。

換句話說,真正衡量斷裂強度的是單位截面積所受的力,也就是應力(壓力)的概念。

把一根肋骨的截面簡單當成一公分見方的正方形,壓力便等於:100牛頓/1公分2=106牛頓/公尺2=1百萬帕(最右邊的百萬帕是材料力學常用的應力單位。

)不過彎曲應力不只和截面積有關,還得考慮材料受力的整體結構。

肋骨下方的胸腔相對沒有什麼支撐力,所以肋骨比較像是一根兩端固定,中間懸空的橋樑,如下圖所示。

從日常經驗可以知道,這種結構中間懸空的部分L越長,或是厚度d越薄,彎曲的越嚴重。

肋骨下方的胸腔相對沒有什麼支撐力,所以肋骨比較像是一根兩端固定,中間懸空的橋樑。

圖/作者所以剛剛的應力還要再乘上一個長度對厚度的比值,才是肋骨在結構中承受的彎曲應力。

假設肋骨大約10公分長,最後的答案就是10百萬帕。

約兒有「全力」擁抱弟弟嗎?人類骨骼的彎曲強度取決於年齡、性別、個體發展差異等等,但是普遍的值落在100到200百萬帕的範圍,一比下來差了十倍以上。

雖然我們在計算中做了很多誇張的簡化,可是過程中不太可能有估計的失誤會讓最後結果差到十倍。

因此可以放心地說,一般人的擁抱不太可能將你的肋骨折斷。

可以放心地說,一般人的擁抱不太可能將你的肋骨折斷。

圖/IMDb根據維基百科上沒有來源的資料:「第1到3根肋骨斷裂前能承受大約180KG的重量,第4根到第9根相對脆弱些」。

這和我們的粗略估計大致相符,也就是每根肋骨10公斤重的擁抱力道距離肋骨骨折大約有十倍的差距。

不過別忘了,上面講的都是一般人的情況。

約兒可不是一般人。

想要對她的怪力有些概念,我們發現第十集躲避球大戰的特訓畫面中,約兒丟出的躲避球發出了明顯的音爆,表示她的球速至少來到音速340m/s。

一般人的躲避球速最快不過120km/h,也就是33m/s左右。

考慮到手臂長度差不多,手臂力量大致和球的動能成正比,也就是和球速平方成正比。

約兒的球速大約是常人的十倍,代表她的力量是驚人的百倍以上。

由此可知,約兒對親愛的弟弟已經相當手下留情了。

參考資料MartinGrigorAbrahamyan.(2017). OnthePhysicsoftheBoneFracture.InternationalJournalofClinicalandExperimentalMedicalSciences,3(36):74-77. https://www.researchgate.net/publication/321489340_On_the_Physics_of_the_Bone_Fracture相關標籤:SPYXFAMILY力學擁抱間諜家家酒骨折骨頭熱門標籤:大麻量子力學CT值女科學家後遺症快篩時間文章難易度剛好太難所有討論 0登入與大家一起討論110文字分享友善列印110人體解析好書搶先看專欄文明足跡你低頭看得到腳趾嗎?從腳趾頭看人類祖先的生存方式——《人從哪裡來:人類六百萬年的演化史》時報出版・2022/07/22・2147字・閱讀時間約4分鐘+追蹤國中生的科普素養閱讀平台:《科學生》,素養強化訓練今天就展開!人類祖先在樹上生活了多久?大約四百萬年!最早期的人類祖先有一個特徵――他們不但能雙足行走,而且還很善於爬樹,喜歡過著半平地、半樹棲的生活。

晚上,他們睡在樹上,就像今天的黑猩猩和其他猿類一樣。

到了白天,他們很可能有許多時候仍棲息在樹上,以逃避其他獵食者的攻擊,或在樹上採集果子。

只有在必要時,他們才爬下樹,走到地面上覓食,或走到另一區域的樹林去覓食或休息。

最早期的人類祖先就像黑猩猩和其他猿類一樣,在樹上生活過一段時間。

圖/Pexels最有力的證據,就是阿爾迪那個分岔式的,像大拇指般對生的腳趾頭。

黑猩猩和其他巨猿,都有這樣的腳趾頭,非常適用於爬樹,可抓緊樹枝,故且稱之為「爬樹專用的腳趾頭」。

阿爾迪活在四百四十萬年前。

在他之前的杜邁和千禧人,應當都有這種腳趾頭。

編按:阿爾迪(Ardi)於1992年被發現,可能是目前已知最早的人類祖先化石。

阿爾迪來自440萬年以前,比先前公認的人類遠祖露西(Lucy)老了120萬年,曾被被《科學》期刊評選為2009年十大科學突破之一。

在阿爾迪之後的七十三萬年,這種腳趾頭又出現在三百六十七萬年前的普羅米修斯南猿(Australopithecusprometheus)右腳上(下圖),比露西早了約四十七萬年,顯示比露西稍早的人族成員,很可能都有這樣的腳趾頭,仰賴樹棲生活。

二〇〇五年,科研人員在衣索比亞找到八個腳骨化石,其右腳趾也正是這種爬樹專用的,年代為三百四十萬年前,顯示人類在阿爾迪之後的一百萬年,還在爬樹,過著樹棲生活。

普羅米修斯南猿腳上的分岔式腳趾頭。

圖/《人從哪裡來》120萬年後的露西,難道也還住在樹上嗎?那麼,活在三百二十萬年前的露西,有沒有這種「爬樹專用的腳趾頭」?很可惜,露西出土的骨骼,雖然有百分之四十完整,但缺了腳骨。

我們不知道她的腳趾頭長什麼樣子。

然而,二〇一六年的一項最新研究揭露,露西的上臂骨骼非常強壯,跟黑猩猩一樣,顯示她經常在爬樹,有許多時間待在樹上,才能形成那樣厚壯的上臂骨。

至於她的下肢骨骼,證明她能雙足行走,但走姿和現代人略有差別,重心側向一邊,應當走得比現代人吃力,需要花費更多的能量。

因此,古人類學家推論,露西這一類的南猿,應該還是有許多時間棲息在樹上,特別是在晚上。

一直要到兩百萬年前,人類進入到人屬的時代,才完全脫離樹棲,走出林地,走向稀樹草原,過平地生活。

從六百萬年前和黑猩猩分手算起,到兩百萬年前走出林地,人類的老祖先在樹上生活了大約四百萬年。

這是露西出土的骨骼,雖然有百分之四十完整,但缺了腳骨。

圖/Wikimedia露西是怎樣死的?二〇一六年發表的一項研究認為,露西可能是從高樹上摔下來跌死的。

美國德州大學奧斯汀分校的一個研究團隊,重新為她的骨骼做了高清的CT掃描,發現她有多處骨折,像是從高樹上摔下所造成的,進而推論她是跌死的。

她從樹上摔下跌死,也間接證明她有許多時間是樹棲的。

不過,露西的發現者喬翰森,以及美國加州大學柏克萊分校的古人類學家懷特,在接受英國《衛報》的訪問時,都不同意這項研究結論,認為化石中的骨折很常見,可能有種種成因,未必是因為從高樹上摔下。

源泉南猿:愛爬樹,並不等於住在樹上!二〇〇八年在南非出土的源泉南猿,腳骨相當完整,但沒有那種分岔式的腳趾頭。

然而,他的手臂比腿長,手骨長且略微彎曲,顯示他仍在爬樹。

這個案例意味著,南猿即使沒有分岔式腳趾頭,也善於爬樹,但爬樹本領和樹棲時間,可能有程度上的差別。

第一,如果有分岔式腳趾頭,表示他大部分時間都在樹上,只有在必要時才爬下樹到地面上活動。

這種腳趾頭也表示,他若在平地上雙足行走,可能比較吃力,比較消耗能量,走不遠。

第二,如果分岔式腳趾頭已退化消失,表示他在樹上的時間越來越少。

比如說,可能只有在晚上才爬樹睡覺,其他時間在平地活動。

腳趾頭的退化,也使得他在地面上的雙足行走,更省力,走得更順暢。

雙足行走常常被形容為人類演化過程中的一大成就,但這也導致我們今人不善於爬樹了。

我們是否會懷念從前樹棲的日子呢?想想看,在遠古的非洲大地上,即使我們的祖先學會了以兩腿走路以後,他們仍然能夠敏捷地爬到樹上,長達數百萬年之久。

——本文摘自《人從哪裡來:人類六百萬年的演化史》,2022年6月,時報出版 ,未經同意請勿轉載。

相關標籤:人從哪裡來南猿樹棲泉源南猿演化露西非洲南猿熱門標籤:大麻量子力學CT值女科學家後遺症快篩時間所有討論 1登入與大家一起討論#1狐禪2022/07/22回覆是「看得到」,不是「看的到」。

別教壞小孩。

110文字分享友善列印110文明足跡環境生態科技能源能源動力臺灣要如何與國際一同邁向淨零轉型?關鍵是「零碳電力」科學月刊・2022/07/22・3657字・閱讀時間約7分鐘+追蹤國中生的科普素養閱讀平台:《科學生》,素養強化訓練今天就展開!文/簡又新|中華民國無任所大使、台灣永續能源研究基金會(TAISE)董事長、台灣淨零排放協會(TANZE)理事長。

據統計,目前已有約130多個國家響應、承諾淨零排放,他們承諾減少的排放量涵蓋了約88%的全球碳排量、約90%全球GDP、約85%全球人口。

不過這些承諾目前推動程度不一,多數國家的淨零排放目標年設定在2050年,例如歐盟、日本、韓國、美國;少部分國家則設定在更早的時間點,例如瑞典設定在2045年,芬蘭設定在2035年;但也有國家設定在更晚的時間點,如中國的2060年及印度的2070年。

至於推動進程,部分國家已將淨零入法,多數國家則尚在討論及議定中(圖一、二)。

(圖一)各國承諾的溫室氣體減量路徑。

各國承諾在2050年前達到淨零目標(溫室氣體排放減量);在2041~2050年,減少的全球溫室氣體排放量比例僅達44%,而在2050年後將需要減少55%的全球溫室氣體排放量。

(圖二)各國推動淨零目標的進程或方式。

各國對溫室氣體減量目標的推動過程或方式不同,數據呈現有部分國家已將溫室氣體減量目標入法,但多數國家尚在規劃政策中。

2020年9月,歐盟通過《歐盟氣候法》(EuropeanClimateLaw),規範歐盟成員國都必須遵守在2030年前減少溫室氣體排放至少55%的中程目標,並在2050年達成淨零排放,透過減量、投資綠色技術、保護自然環境,實現歐陸氣候中和目標。

歐盟同時規劃於明(2023)年啟動碳邊境調整機制(CarbonBorderAdjustmentMechanism,CBAM),2026年開始針對高碳排產品徵收碳邊境稅,要求生產商或進口商使用碳排放交易系統購買碳排放配額等,掀起原本還在醞釀的減碳浪潮,宣告全球2050年「淨零競賽」(RacetoNetZero)已正式鳴槍啟動,連臺灣的中小企業也無法置身事外,除了帶給出口產品至歐盟的廠商莫大壓力外,也代表著淨零排放目標的時間進程已然迫在眉睫。

臺灣淨零的首要目標:產業能源供給電氣化政府在今(2022)年3月底宣布「臺灣2050淨零排放路徑及策略總說明」,提供2022~2050年淨零軌跡與行動路徑,以促進關鍵領域的技術、研究與創新,引導產業綠色轉型,並期盼在不同關鍵里程碑下,促進綠色融資與投資,確保公平與銜接過渡時期。

此外,這個總說明清楚宣示將透過能源、產業、生活、社會四大轉型策略,以及科技研發與氣候法制兩大治理基礎加速協助淨零轉型。

臺灣未來的淨零排放政策、目標、路徑、策略等資訊都已非常清晰,社會各界也有明確的目標。

臺灣金融監督管理委員會為協助企業及早因應並訂定其減碳目標,也在今年3月宣布正式啟動「上市櫃公司永續發展路徑圖」,自明年起,118家資本額百億以上的上市櫃及45家鋼鐵、水泥業必須在年報揭露各個公司的碳盤查結果,且要求全體上市櫃公司於2027年前完成溫室氣體盤查。

環保署更在4月通過《溫室氣體減量及管理法》修正草案,並將這項法令的名稱修正為《氣候變遷因應法》,除了將2050年淨零排放目標入法,也將分階段徵收碳費,最快於2024年起實施。

自明年起,資本額百億以上的上市櫃及鋼鐵、水泥業必須在年報揭露各公司的碳盤查結果,且要求於2027年前完成溫室氣體盤查。

圖/Pexels在淨零目標情境下,預估臺灣從現今到2050年的電力消費趨勢將與國際趨勢一致,因整體經濟成長與產業發展、民生與產業製程設備智慧化,以及電動運具發展等部門能源使用電氣化等因素,預期電力消費年均成長2.0±0.5%(2050年約達4275~5731億度電)。

而生產電力的能源部門則是臺灣最大宗的溫室氣體排放部門,占比達九成以上,主要使用各式化石燃料(如石油、煤、天然氣等),其中最大的排放源為火力發電,其次依序為運輸業的燃油運具、製造及營建業的鍋爐產熱、汽電共生廠的鍋爐產熱與固體燃料、住宅、農林漁牧及服務業等的鍋爐或爐具等,包括煉油。

未來運輸部門及各產業的能源供給將盡可能電氣化,發電排放占總排放量比例將大幅上升;因此,提供零碳電力將為目前減碳的主要挑戰及發展重點,也扮演臺灣邁向淨零排放的成敗關鍵與核心角色。

我們要如何達成淨零目標?根據經濟部能源局發布的資料,2020年臺灣每度發電排放0.502公斤的二氧化碳當量,表示目前從風力、太陽能所生產的綠電仍供不應求。

臺灣目前從風力、太陽能所生產的綠電仍供不應求。

圖/Pexels參考國際能源總署(InternationalEnergyAgency,IEA)的規畫,2050年全球近70%電力將來自太陽能和風能,目前臺灣因為地狹人稠恐怕無法滿足這兩項能源占比,但唯有將兩項能源占比達到60~70%,才有可能達成淨零排放目標。

根據國際及國內智庫分析,為了達成目標,關鍵行動方案包含大規模部署再生能源、提高能源效率,以及電氣化將取代過往化石燃料設備、提高生質燃料應用、發展碳捕捉再利用及儲存(carboncapture,utilizationandstorage,CCUS)技術(圖三)、發展以綠氫或氫能為主的燃料等。

(圖三)碳捕捉再利用及儲存技術。

運用科技方法防止二氧化碳進入大氣,將發電廠或工廠排出的二氧化碳注入地下不透水層底下的砂岩層儲存,而將氣體注入油藏也可以增加石油採收率(enhancedoilrecovery,EOR),或是將二氧化碳轉換成其他可用的產品,例如混凝土、塑膠、酒精等。

面對各產業部門及民生用具的電氣化極大化,未來將朝向減少非電力的碳排放及改善電力部門零碳能源占比而不斷前進。

透過能源轉型、增加綠能,優先推動已成熟的風電和光電,並布局地熱與海洋能技術研發,基於戰略安全考量逐步將燃煤轉為備用,增加天然氣以減少燃煤的使用,同時極大化布建再生能源,並透過燃氣機組搭配CCUS以及導入氫能發電,才能夠建構及發展符合國際趨向的零碳電力系統。

達成淨零排放目標的路上充滿艱鉅挑戰,困難程度有如登月計畫,需要串連公私部門、產業供應鏈、學研界與社會大眾的樞紐作用,共同響應並致力全面的大轉型。

在工業部門方面的排放對臺灣經濟的影響最大,必須投入創新技術與營運;而交通運輸部門影響對象眾多,所實施的減碳措施須考量社會因素;農業部門碳排量在總排放量上占比雖不大,但在淨零排放議題上牽涉面向十分廣泛,除了農林事業需要減碳之外,在增加自然碳匯、生質能供給方面也能有具體貢獻;其餘部門則對民眾生活模式、商業經營均會造成程度不一的衝擊,需要進行整體、系統式規畫。

淨零排放議題牽涉面向十分廣泛,需要進行整體、系統式規畫。

圖/Pixabay為促使全球的民間企業加速進行淨零轉型,氣候組織(TheClimateGroup)與碳揭露計畫(CarbonDisclosureProject,CDP)主導的全球再生能源倡議(100%renewableenergy,RE100)眾所矚目,加入RE100的企業必須公開承諾在2020~2050年達成100%使用再生能源的短、中、長期時程,並逐年提出相關減碳規畫,如透過綠能投資自發自用、購買再生能源憑證(RenewableEnergyCertificates,RECs)、簽訂綠能購售合約(PowerPurchaseAgreement,PPA)等,達成綠能使用目標。

RE100成員包括Apple、Google、Microsoft、松下電器(Panasonic)等大型國際品牌企業,不僅自身承諾達成目標,更要求上游供應廠商逐步採取相關作為,也對臺灣廠商帶來壓力。

目前臺灣已有16家企業積極參與RE100,包括台積電(TaiwanSemiconductorManufacturingCo.,Ltd.)、台達電(DeltaElectronics,Inc.)、葡萄王(GrapeKingBioLtd.)等。

不過隨著民間企業推動淨零排放的方式更多元,當淨零轉型影響到更多的企業和民眾權益時,便可以透過強化跨領域溝通、資訊透明化、加強公民參與等方式,建構民眾、企業、政府之間流暢的資訊管道,不僅減少推動政策時可能造成紛爭的社會成本,也可將社會力量化為轉型動力。

由上到下,完善臺灣淨零永續的道路臺灣為科技創新能力強且具韌性的海島國家,因為土地及資源有限,受氣候與環境變遷的衝擊更為顯著,在這股國際積極對抗氣候變遷、追求淨零碳排的趨勢中,期許臺灣可以趁勢轉型,以達到2050年淨零碳排的目標——溫室氣體年總排放量等於或小於年總吸收量。

期許政府貫徹政治意志力,在零碳發展政策引導下,搭配產業、住商、運輸等需求端全面性、分階段的管理措施,經由布局短中長期淨零電力供應規畫,使發展中的綠能與CCUS等相關技術如期到位,並透過成本有效的經費配置與預算規畫,以及完善的人才培育計畫與制度,加上從中央到地方、各部會與地方政府、企業、大學、社會大眾共同總動員,齊心調整能源、產業結構與社會生活型態,推動落實並邁向淨零永續。

〈本文選自《科學月刊》2022年7月號〉科學月刊/在一個資訊不值錢的時代中,試圖緊握那知識餘溫外,也不忘科學事實和自由價值至上的科普雜誌。

相關標籤:2050淨零排放淨零淨零排放熱門標籤:大麻量子力學CT值女科學家後遺症快篩時間所有討論 1登入與大家一起討論#1狐禪2022/07/22回覆從興建,備料時就淨零是不可能的,這違反熱力學第二定律。

運轉時淨零有可能,若能用核電,那機會就更高了。

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