
顧名思義,觀霧,這個雪霸國家公園內的著名景點,是個終年雲霧繚繞的地方。但是,怎麼個「終年繚繞」,卻沒有明確的數據紀錄,因此也沒人說得明白。2006年,台大大氣科學系林博雄副教授首次造訪,當時的觀霧管理站主任,見機不可失,便提出了這個疑惑。對於這個問題,林教授不但有共鳴,而且也放在心上。直到2008年,他接受了國家公園委託,終於得以勾勒比較清楚的答案。
在觀霧捕霧
然而,霧的觀察研究並不是那麼想當然爾。一般來說,氣象專家研究的範圍,時、空尺度都非常的大,比如說探討北極半世紀以來的溫度變化,像這樣焦點集中在一小塊山區,並不多見。再加上林教授同時對生態議題感興趣,亦促成本計畫的推動。因為本區茂密豐富的森林植群,與這塊雲霧瀰漫的潮濕環境,有著密切關係。所以,這也是一項跨領域(氣象、生態)的合作。
好奇者可能會問,難道中央氣象局不能提供答案嗎?這是因為雖然觀測站遍佈全台,但霧水不屬於溫度、雨量、風場等常態儀器測量的項目,有的話,也僅限於局部地區,且是依賴人力目測記錄。因此總的來說,這次系統性在觀霧進行的「捕霧計畫」,堪稱是一項國內先驅型的研究。此外,調查結果亦能提供雪霸國家公園生態解說之用,並做為山區旅遊和生態調查的綜合指標。
根據氣象局的定義,能見度低於1公里、相對濕度接近100% 稱之為「霧」。若以體積來辨識,霧:雲:水的比例是1:100:10000,也就是說霧的粒徑最小,要「抓住它」還真不容易。而研究經費有限是另一個挑戰。目前能針對霧進行科學觀測的,主要是一種稱為「能見度儀」的設備。但這種動輒超過50萬的昂貴儀器,不是一般學術研究能負擔的。
必先利其器
如此一來,尋找替代性的測量工具,就變成了關鍵。好在,如何把霧捕捉下來,國外有案例可循,而台大大氣科學系的大氣測計研究室,也累積了一些相關經驗。於是,林教授率領的團隊,便設計、製造出幾款「雲霧偵測器」、「雲霧攔截器」,同時搭配數位相機的定時拍攝,以紀錄霧出現的頻率與水量。國內的第一套完整的「捕霧陷阱」,就這麼被隱藏在觀霧的兩處樹林裡(也避免人與其他生物的干擾),其正式的名稱是「雲霧偵測攔截整合裝置」(Fog Detection and Interception Device,FDID)。由於事先已檢視過國外的儀器尺寸,也確保了團隊所得出的數據,能和國際文獻作對照。此外,並與研究生在台大大氣科學系打造一套3.6 公尺長度的「霧風洞」,來驗證攔截網的捕霧效率。


特別感謝/台灣大學大氣科學系林博雄副教授
採訪撰文/藍嘉俊
翻譯/歐冠宇


這些戶外儀器的總造價不過一萬多元,成本是壓下來了,但其他的辛苦卻免不了。它們體積龐大且組件眾多,有些零件還要特別訂作,光是在台大先行組裝測試,就花了整整3天。測試無誤後才能拆解上車,浩浩蕩蕩的入山服役。基於長時間觀察的需求,儀器運轉的能源是另一項課題。原本寄望太陽能板,但架設不易、且穩定性不足,最後還是要拉條電線,而這在深山裡是相當麻煩的工作。此外,儀器架設的地點與朝向都是學問,方能確定該處取得的數據具代表性。這不但需要過去的氣象紀錄協助判斷,也得靠熟悉當地環境的解說志工提供意見。
從無到有,每一筆資料都是得來不易。在這裡先要認識一個陌生的名詞:「水平降水」。通常我們所熟知的降雨量,指的是某地區自天空落下的「垂直降水」。但是霧不一樣,它會水平飄移。因此,當地霧水量的多寡,要藉由水平降水的測量來判斷。
驚人的發現
根據研究團隊的調查顯示,觀霧地區因雲霧所帶來的水平降水相當可觀。以「有霧無雨」發生情境來計量,約是同季垂直降水量的9.3%;若將「有雨有霧」的狀況併入,則水平降水可達垂直降水量的37%。這說明了僅靠傳統的降雨量紀錄,不足以表示當地實際的潮濕環境,和飽滿的含水量。令林教授驚訝的是,這些數據,簡直已可媲美歐美團隊在低緯度雨林的觀測結果。此外,觀測期間有霧發生的天數,即所謂的「霧日」,更高達了98%。觀霧這塊金字招牌,可謂貨真價實。至於起霧的時間,調查顯示會因季節而有差別,夏季多發生於午後,秋冬則常集中於早上或上午。
當然,要觀霧,雪霸觀霧並不是唯一的選擇。以國家公園為例,北部的陽明山與中南部的玉山塔塔加,同樣能體驗雲霧的千變萬化,和蘊含其中的豐富森林帶。
通常,這些霧林帶多位於1,500 ∼ 2,500公尺的高度,但地處熱帶、低海拔的墾丁國家公園的南仁山,也有分布。林教授推測,除了高度之外,水氣、風和濕度也是重要的因子,加上特殊的地形,就有條件形成。不過,關於霧林帶的空間分布,我們頂多像此刻的說明一樣,只能用手指點出大概的區位,其邊界還是不確定的。因此林教授也呼籲,一張清楚嚴謹的全國霧林帶範圍圖(等值線),應該要及早劃設出來,這是日後推動相關生態研究的基礎資料。
這次針對觀霧所作的雲霧調查,不但補足了地區的環境資料,其詳細的數據,更得以回饋給一些進行中的實驗計畫。林教授透露,中央氣象局目前正測試藉由地球同步衛星探測,判斷大範圍低雲/ 霧發生的可能。由於衛星距離遠、範圍廣,每一個觀測單元涵蓋的面積,就是一處5╳5公里的大方格,準確性如何令人好奇。比對結果顯示,觀霧當地的實地調查和衛星探測仍有相當的誤差,讓這個尚在實驗中的計畫,得以檢討、修正儀器與技術,使未來加入氣象預報行列時,有較高的精確度。




基本資料的累積與建立
此外,全球暖化是當今最受關注的環境議題。有學者懷疑,氣候暖化可能造成台灣霧林帶的高度往上提升。但如同先前所言,國內對雲霧的嚴謹紀錄還在起步,林教授認為,未來累積夠長的觀測資料,我們必定能清楚回應這個推測。
不過相對於山區,霧的觀測在平地是比較完整的。資料顯示,平地的霧日有逐漸減少的趨勢。有學者認為,這與人類污染環境有關。因為都市和工廠排放大量的氣體,這些細小微粒吸收了周圍的水氣,讓它無法形成霧,所以平地的霧就越來越少了。那麼反過來說,霧是否被污染了呢?林教授接下來的計畫,這是要回答的問題之一。2011年他將與德國專家合作,一起在溪頭調查當地霧的化學成分。類似的霧化學研究也已在棲蘭山區由東華大學完成。
雲霧研討國際年會去年(2010)已邁入第5屆,交流持續進行中。對某些國家而言,把飄在空中的霧抓下來,不只是為了研究,更有實際的用途。如南美洲的智利、中美洲的波多黎各和夏威夷茂宜島等地,將攔截下來的霧水,補充做為地區旱季時民生或灌溉用水。為求一網打盡,這些捕霧網的面積還真不小,有的寬度和網球場寬度相當。這樣的經驗可供我們參考,說不定未來能應用在小區域中。
然而無論如何,台灣基礎資料的建立與完備,仍是首要工作。如同前述,沒有全國霧林帶的範圍圖、沒有化學成分的鑑定,如何知道哪裡的霧水可以應用?這條路沒有捷徑,而且需要跨單位的合作。林教授由衷期待,握有資源的氣象局、林務局和國家公園,在雲霧的議題上,今後能夠有更多更積極的跨界合作。


林博雄
台灣大學大氣科學博士,現為台灣大學大氣科學系專任副教授,同時為該系「大氣測計實驗室」負責人,專長為大氣測計、航空氣象與計算機輔助學習。