2016年8月30日 星期二

洪荒之力與氣候變化


自從遊泳運動員傅園慧在巴西奧運會的訪問中提過之後,網上詞語「洪荒之力」變得天下聞名,大家都直覺地感到這是極限之力,強勁無比,但是「洪荒之力」究竟是甚麼力?為甚麼令人聞之肅然起敬?



大概很多人不知不覺間,把詞語連繫到古代典籍《千字文》的第一、二句:「天地炎黃,宇宙洪荒」,又「天地」,又「宇宙」,所以得到廣大無邊的感覺,以及聯想到「洪荒之力」必定是巨大的力量。

但是大家有深入一點想過「洪荒」是甚麼?

《千字文》成書於南北朝的梁朝,距今1,500年,在秦統一中國後700年,特色是以四字一句的方式,介紹由遠古到當時的已知歷史,用現代語言說是一部「大歷史」。最初兩句「天地玄黃,宇宙洪荒」是全書的總背景,概括地形容當時人類對遠古的時空回憶。

這兩句話不同的書有多種解說,如:「蒼天是黑色的,大地是黃色的;茫茫宇宙遼闊無邊」、「玄,天也,黃,地之色也;洪,大也,荒遠也,宇宙廣大無邊」、「天是黑的,地是黃的,遠古的宇宙才剛剛創始」等等。

「玄」是黑色,第一句「天地玄黃」形容世界由黑色的天和黃色的地組成,是對空間非常精要的簡述,也不自覺地反映了中華文化起源於黃土高原的歷史淵源。至於第二句是否只是說「遠」或者「大」,我則另有想法。

「洪」字在一般字典裏,既有「大」的意思,也有「大水」的意思,但是「洪」字的部首是「水」,根據《說文解字注》:「洪,洚水也。堯典、咎繇謨皆言洪水。釋詁曰。洪、大也。引伸之義也。」顯然「洪水」是本義,後來才化成形容詞在「洪亮」、「洪偉」之類的詞中發揮了「大」的意思。至於「荒」字,雖然字典標有「遠」的意思,但是更多的是「收成不好」、「無人耕作」、「廢棄」等意思,《說文解字注》:「艸掩地也。周南、魯頌毛鄭皆曰。荒、奄也。此艸掩地引伸之義也。」這還的「艸」即是草,田裏長滿了草,「荒」的本義應是「無人耕作」,這樣便有「收成不好」的後果,「饑荒」這個詞的生成不難理解,「遠」只是後來的引伸義。

如果我們放下「大」和「遠」這些引伸的意思,回歸根本,「洪荒」的理解便變成「大水造成河流暴漲淹沒大地」和「無人耕作,農業失收,出現饑荒」,1,500年前的中國農業仍然在演化中,防禦洪水、旱災、蝗災(通常與乾旱有關)等的能力很低,大禹治水是傳誦千古的故事,乾旱和蝗災等造成廣泛饑荒的事例在史書裏記之不絕,理所當然地成為當時中國人對遠古的集體記憶裏最核心的內容,加上「宇」是空間而「宙」是時間,因此我認為「宇宙洪荒」應該理解為「在廣闊的空間和過去漫長的時間,洪水和饑荒不斷出現」,是古人從累積的經驗裏提煉出來對歷史背景非常精要的概括。

談到這裏,「洪荒之力」是甚麼力有了一個新答案,以「洪」和「荒」的原始意義去理解,就是導致廣泛大雨、持續乾旱、大規模蝗災等現象背後的推動力,再追究下去就是氣候波動或氣候變化這樣的自然力量!

自然力量遠在卑微的人類之上,用了「洪荒之力」就是把人融入自然,借用自然的推動發揮出超人之力,傅園慧發言時的感應大概如此。

大家也要記住:氣候變化就是洪荒之力跟過去一樣,氣候變化將來會透過大雨,乾旱及其他連鎖後果,改寫人類的歷史。



2016年8月22日 星期一

天氣無邊界 - 跨越中南半島的電母


較早前談過生物無邊界,今天談天氣無邊界。

8月17至18日影響香港的熱帶風暴電母,後來向西移動去了廣西和越南,此後天文台的天氣報再沒有提,似乎失去了蹤影,大家也對它失去興趣。

但是原來電母進入陸地後,風力減弱,但是作為低氣壓,它沒有消失,而是繼續向西移動,跨過了中南半島,經過緬甸,去到孟加拉,為沿途國家地區帶來大雨(註1),附圖展示電母低壓中心幾天的中心位置,以及相隔一天半的衛星雲圖,讓大家欣賞電母的故事。

上圖展示8月18日至21日香港時間上午8時電母及其殘餘的低壓中心位置,
下圖衛星雲圖與上圖相距一天半,向雲團向西移動明顯,已抵孟加拉

從氣候角度看,我們通常談夏季西南季候風把印度洋的水氣送到華南,來到太平洋地區,至於天氣系統反過來由東向西、由太平洋方面跨過陸地移動到印度洋地區,相對不太常見,因為太平洋的熱帶氣旋登陸越南後,通常迅速淢弱和消散,今次電母連續幾天的延續和成功闖入印度洋區域是少有的例子。
大自然的變化包括天氣,以它自己的規律進行,不會受制於人類在地上劃的邊界。

天氣無邊界。


註1  2016年8月21日孟加拉報章報道  http://www.theindependentbd.com/post/56867

2016年8月18日 星期四

北冰洋「老冰」消失的提示


下個月報章或者會有北冰洋海冰面積縮小的消息,大概不會破最低紀錄,但是一定顯著偏低。

大家更應該知道留意的是:現在的海冰大部份都是新冰,年資很短,只有一、兩年,所以很薄,八、九年的「老冰」二十年多年來大幅減少(註1),圖1以白色代表九年冰,深藍色代表一年冰,1900 2015的對比變化十分明顯。沒有了這些厚的老冰,整個北冰洋的海冰體積也同步縮減。


1  19002016之間老冰大幅減少 (來源:NOAA
具體地說:年資4年或以上的海冰由1980年代中期的20%,跌到近年的1-2%(註2),不及過去的十分之一,不可謂不驚人,現時的海冰,過半是當年凝結的新冰,經不起夏天24小時的太陽熱力,這是最近十年九月初夏季海冰的面積累創新低的原因之一。

2  19852015海冰歲數分佈圖 (來源:NOAA
北冰洋的海冰展示的多年趨勢,有一點像糧食不足的國家,長者陸續死去,年青人活不到過去的平均歲數,新生嬰兒又長不大,人口無可避免減少,最終趨向覆滅。

北冰洋的海冰正在走上這條道路,如果人類不迅速遏止溫室氣體排放,不把全球暖化控制住,海冰將會消失,沒有了海冰,太陽光直接射入海中和加熱海水,暖化的後果變成進一步暖化,到時暖化失控,人類生活將會很糟糕。

以上談的不是下世紀的事,而是未來三十至五十年的事,年輕的人們,吃苦的會是你們,必須注意啊﹗


1  Old Ice in Arctic Vanishingly Rare
2  Arctic Report Card for 2015: Sea Ice




2016年8月13日 星期六

難民流徙:從生命無邊界說起


最近去了一趟沙頭角禁區,看到中英街上往來兩邊的人流不絕,生起了奇怪的感覺:遠離邊界的人們總以為地圖上的邊界線確鑿存在,不可超越雷池半步,但是去到「邊界」,看起來又似乎十分模糊甚或不存在。

自作聰明,劃地為界

不是第一次有這樣的感覺,多年前跑到中緬邊境,在田間一路前走,一路觀鳥,偶然回首見到田中的石柱寫了緬甸文,才愰然意識到遊蕩出了國境。於是趕忙撤回,事後觀察,原來遠處有一座小建築物,出入國境要到那裏辦官方手續,在其他位置過境則算違法。心中覺得十分滑稽,明明隨處可以一步跨過,人這隻「聰明」的動物偏偏故弄玄虛,在地圖上劃了一條線,把兩邊的人分開,住在遠方的人更把這條線看成真實的「邊界」,但是現場地上其實沒有甚麼線,當地的農夫每天隨便跨越往來,貓狗、水牛、蛇蟲鼠蟻、各種野獸和鳥類等,更不會管「邊界」為何物。

像我這樣的人讀書愈多,腦袋愈笨,都把國家邊界想像成十分「實在」的一條線,以為事先申請許可和在指定地點通過是理所當然的。一想起旅遊,立即想到要有護照和簽證,否則不能起行。可是自然界的生物會怎樣處理牠們的旅行呢?

天涯海角任我行

有一年去了南非觀鳥,碰到不少新鳥種。忽然天上飛過幾隻猛禽,連忙舉起望遠鏡,三角型的翼前黑後白,下腹和腿紅色,似曾相識,想了一下,咦!是名叫阿穆爾隼 Amur Falcon 的猛禽(也稱為紅腳隼),而阿穆爾 Amur 是黑龍江的英文名稱,何以家在中國東北的隼會出現在萬里以外的南非?後來翻查資料知道,原來阿穆爾隼是超長距離的遷徙鳥,為了覓食,年年往返中國東北和南非兩地。最近幾年的衛星追蹤研究,發現在北京營巢的樓燕,也每年萬里迢迢,穿梭北京和非洲南部之間。
 
為了覓食求生,褸燕跋涉萬里,往返北京和南非之間,對國界視若無睹
這兩種鳥遷徙時路經的國家甚多,包括蒙古、中亞「斯坦」系列國家、伊朗、伊拉克、阿拉伯半島諸國、蘇丹、埃塞俄比亞、肯雅及東非諸國、剛果、安哥拉、博茨瓦納等等,數不勝數。如果要像人類般每個國家都申請簽證,恐怕搞一年也不能起行,但是候鳥如阿穆爾焦和樓燕,只要吸一口空氣,騰空而起,便一往無前直奔目的地。鳥類聰明還是人類聰明,相比之下是否高下立見?

求生,闖蕩

生物的本能是求生,求生必須覓食。季節轉移,食物供應發生變化,鳥類如阿穆爾隼和樓燕,必須飛到他處找尋替代的食物來源。於是隨着食物在不同地方出現而遷徙,四季周而復始,牠們也就來回奔波,經過百萬年計的生物演化,形成了候鳥遷移的自然奇觀。其他例子有往來西伯利亞和澳洲的水鳥,往來歐、非兩洲的家燕等。

對於遷徙的候鳥來說,處處無家處處家,漫遊四方是理所當然的,不必向誰申請過境許可,到處的食物是上天的供養,也無需向誰索取。牠們活在自然的懷抱裏,在牠們心中,世間沒有關卡,沒有邊界,只有一片連綿的天空。

在非洲草原逐水草而居的動物也一樣,大家也許都在電視看過角馬(wildebeest 大遷徙的震撼畫面。牠們在坦桑尼亞和肯亞之間往來,視兩國邊界如無物;原因很簡單,牠們的存在早於人類在地圖上劃下所謂的「國界」。海洋裏的生物也同樣有周年的遠程遷徙。香港每年五至六月的鯊魚高峰期是鯊魚由南向北遷徙的一個側面,海洋生物遷徙跟鳥類遷移異曲同工,也是為了覓食而跋涉萬里。對牠們來說,海洋只有一個連續體,不存在甚麼邊界,人劃分的甚麼領海、經濟海域等邊界都攔不住牠們。

民族遷徙浪潮
  
我們久住城裏,既少接觸自然又習慣了給種種法規限制,漸漸忘記了自己是生物,連覓食、好奇、探索之類的天性,也受到人間的塵埃蒙蔽,以致不敢觸碰有形或無形的邊界。此外我們知識限於文字,又少到偏邊地區旅行觀察,不太知道在地的實際情況,對國與國之間的邊界有近乎宗教信仰的敬畏,不敢踰越半步。不過只要稍懂歷史,我們不難發現,人類的故事其實就是一部與覓食求生有緊密關連的遷徙史,主要受到氣候和自然生態的調節,國家邊界從來都攔阻不了由大局注定的遷徙人流。

中國北方的廣闊草原地域,數千年來孕育了一浪又一浪的遊牧民族,隨着氣候的冷暖而南進西征,像候鳥覓食而跨邊越界。二千多年前匈奴建立了帝國,後來溫暖的氣候令漢朝興盛,壓逼匈奴向西遷徙,沿途的「國界」、「邊界」阻擋不了他們的前進,公元五世紀進入歐洲把西羅馬帝國推向滅亡。漢末氣候變冷,農耕社會勢弱,下一波遊牧民族鮮卑乘勢而起和南侵,萬里長城組成的「邊界」毫無作為,拓跋鮮卑在中土建立了偉大的魏朝,其北方的柔然族在六世紀碰上惡劣氣候,被逼西遷求生,也是跨邊越界,於六世紀震撼歐洲。隨着七世紀氣候再次變暖,唐朝勢盛,游牧民族突厥南侵不得轉而向西擴散,穿越中亞、今伊朗等地,抵達今土耳其,路過之處不斷改變原有的各國邊界,十四世紀建立了奧斯曼帝國 Ottoman Empire,即今土耳其國的前身(土耳其是突厥的轉音)。十三世紀的蒙古人西征大家耳熟能詳,在追求美好生活的慾望驅使下,鐵騎所至,城市土崩瓦解,歐亞大陸上的種種邊界,對蒙古人來說毫無意義。

「難民」:世上實無邊界 

長篇大論談鳥類遷徙和遊牧民族的歷史,目的在讓大家看到人類與其他生物的共通點。為了覓食求生,動物個體,以至人類群體,或是隨着季節轉變,或是出現生存困難之時,都會進行遷徙。到新環境碰運氣,遷徙的過程隱藏風險,候鳥遷徙據說通常有三分之一的損耗,人類歷史上的遷徙大概也傷亡不少,但是不遷徙則坐以待斃和必然覆滅。人是生物而生物的原始任務乃是求生,所以人在苦難中逃離家園,有其原始的理由。

敍利亞戰火連年,城市變成廢墟,一千多萬人流離失所,生計無着,因此循着生物天性,遠走他方求生,冒着生命危險「偷渡」進入其他國家,爭取一線生機。現代語言稱他們為「難民」或「非法入境者」,但是我們忘記了國家邊界只是人類腦袋想出來的虛幻概念,求生的人們跟候鳥和遊牧民族的看法一樣,土地就是土地,它的出產是自然的供養,世上實無邊界。




2016年8月12日 星期五

大雨點的學問

今天(811)上午下雨時,望出窗外,快速下降的雨點畫出無數幼細的線條,細心觀察,這個背景裏夾雜着疏落但顯然粗得多的線條,對比十分強烈,於是立即拿出相機拍了幾張相片,附圖是其中之一。

拍攝時用了閃光燈模式,照片內見得到的雨點應該都離我不遠,幾粒特別大的雨點非常搶眼(個別光亮大點的白色背景內有一個暗色點,應該是閃光燈的強光在雨點裏多重反射後再逸出而構成的),仔細地看,還有很多較小的雨點,而且直徑愈短則雨點數目愈多,可惜畫面背景略為斑駁,不容易做統計。
在英國唸氣象時,我要研習雨點的大小分佈,隨身帶着染了色的濾紙,一碰到下雨就即時拿出來,短暫暴露在雨水之中,晚上睡覺,聽到雨聲也立即起床把濾紙伸出窗外採集樣本,待得濾紙風乾後,拿回實驗室慢慢點算,然後製作頻數圖表展示結果,想不到四十多年後的今天,有機會重溫舊業緬懷一番,只是工具換了相機,研究變了娛樂。
華東、華南地區夏天雨季裏的雨點大小分佈,一向沒有太多觀察研究,剛好今年南京大學和奧克拉荷馬大學的學者合作發表了文章,給出夏天梅雨雨季期間雨點大小的分佈圖(註1),概括地說,大雨點的數目遠遠少於小雨點,以「總體」情況的曲線看(黑色線),直徑0.1mm雨點的頻數是104單位(沒有讀理科的讀者可以不理),直徑6mm雨點的頻數是10-3單位,粗略地說,有一千萬粒0.1mm雨點才有一粒6mm雨點,這個巨大比例解釋了為甚麼今早見到大雨點我會興奮起來。
梅雨天氣的雨點大小分佈統計圖 (底圖鳴謝:Long Wen et al. 1
我們可以深入一些看圖表,如果雲層較薄,下的雨基本上都是小雨點,直徑全在3mm以下,如果雨來自較厚的層雲,雨點可以大一些,但是直徑超過4.5mm也就沒有了,只有在降雨率比較大的對流天氣裏,才有可能出現特大雨點,直徑超過5mm甚或6mm,即是俗語所說「豆般大的雨」,今天見到的大雨點屬於這個性質。
當年到英國的帝國學院學習氣象,頭兩個星期上課時我比較熱心提問,老師不知道是欣賞我,還是想挫我的銳氣,給了我一道思考問題:「為甚麼天上跌下來的雨點似乎大極有限,而且直徑少有超過5mm?」剛入氣象之門的我甚麼都未學,怎會懂得答案?但是為了香港人的面子,我絞盡腦汁,一星期之內給了老師認為可接受的答案,總算沒有辜負之前所受的教育。

究竟答案是甚麼?賣個關子,大家自己研究吧。

1     Long Wen et al.: Statistical Characteristics of Raindrop Size Distributions Observed in East China during the Asian Summer Monsoon Season using 2D-Video Disdrometer and Micro-rain Radar Data.  Journal of Geophysical Research - Atmospheres, February 2016.  (DOI: 10.1002/2015JD024160)

2016年8月5日 星期五

凍土溶化,病毒復活造成疫情


俄羅斯北冰洋邊緣的Yamal半島爆發炭疽病疫情,是1941年以來首次,當局正在展開大規模控制疫情的行動。 
 
Yamal 半島遊牧民族以飼養馴鹿為生,在異常高溫下遭到炭疽病襲擊
(來源:Siberian Times)
根據西伯利亞時報報道(註1),這片位於北極圈內的土地經歷了整個月的異常炎熱,氣溫高達35度,引致凍土溶化,多年前埋下的染病馴鹿屍體外露及解凍,曾經凍結的病毒重新活躍和隨風飄散,感染在長期高溫下已經身體變弱的馴鹿,造成千計死亡的動物疫情,以及擴散到當地的遊牧民族和引致感染死亡,科學家警告,凍土溶化過程將在各地釋出遠古的細菌,產生負面健康問題。

氣候變化不只是變熱的物理問題,還牽涉生物世界的反應,最可怕的是微生物世界的反應,西伯利亞今次的事件是一次提醒和警告。

人類再不自覺反省,緊急採取措施減少排放二氧化碳及其他溫室氣體,前途堪虞。

  

1  The Siberian Times 2016730日報    http://siberiantimes.com/other/others/news/n0691-40-now-hospitalised-after-anthrax-outbreak-in-yamal-more-than-half-are-children/