2018-10-31
中央研究院環境變遷研究中心主任王寶貫院士蒞臨本校演講,從科普角度說明成雲過程在大氣科學中扮演的角色。張懋中校長盛讚王寶貫院士博學多聞,是上通天文、下知地理、中通everything的學者。
 
王院士於台灣大學大氣科學系畢業,取得美國加州大學洛杉磯分校大氣科學碩士及博士學位。1980年起任教美國威斯康辛大學麥迪森分校大氣海洋科學系,曾任美國氣象學會雲物理委員會主席及臺灣氣象學會理事長。
 
王院士從事雲物理及雲動力學、流體力學、大氣化學、氣候變化等方面的研究,是開創深對流系統,影響對流層與平流層相互作用研究領域的先鋒。他發現雷雨雲頂的重力波碎裂機制,在雲物理學、雲動力學、氣膠物理、歷史氣候四方向都有傑出貢獻。他將當前預測未來氣候變遷中最大不確定性因子的雲與氣膠不確定性,降至最小的關鍵領域,其研究結果被納入許多大尺度大氣化學及氣候數值模式中。
 
王院士笑言,談到雲,可能許多人會先想到雲端,「但我今天要談的是真實的雲。」他小時候時常坐在樹下抬頭看雲,想著雲怎麼有這麼多種樣貌,忽大忽小、忽遠忽近,當時就對雲有著濃厚的興趣與好奇。
 
王院士說,一般人對雲的印象,常有悠閒、飄逸、幽思的意象,或指千變萬化、倏忽即變的狀態。其實要了解雲,要先針對雲進行科學分類,以高度區分為高雲、中雲、低雲及直展雲。高雲包含卷雲、卷層雲及卷積雲,像絲一般,因形體是冰故雲色白亮,是好天氣的象徵;中雲則有高層雲和高積雲,其為水的型態;低雲是層雲與層積雲;直展雲則包括積雲與積雨雲,看到時記得備妥雨傘。這些都是氣象觀測員需觀測的雲種,以判別各種天氣型態。
 
雲的形成建立在水蒸氣的飽和與否,王院士以「巧匠難為無水之雲」形容水之於雲的重要性。除了水蒸氣的含量要足夠,夠低的溫度才能達到雲的飽和樣貌。而水蒸氣飽和度與氣溫兩者皆與空氣運動有密切關係;空氣運動包含水平運動和垂直運動,水平運動就是一般我們所稱的風,而垂直運動則是上升氣流與沉降氣流,透過氣流的帶動,水氣與溫度不斷變動,形成我們所見的雲。
 
「雲其實不斷的生成與消失。」王院士說,我們都說「那片雲飄過來啦」、「天空的雲飛好快啊」,在我們看來雲彷彿是被風吹動而移動,但這樣的變化其實是雲的快速生成與消失而造成的位移。
 
王院士也談到近年全球氣候變遷快速,來自空氣中的二氧化碳增加過快,造成全球暖化及許多異常現象。為解決氣候問題,科學家試圖將各項數據資料進行運算,但雲的不確定性成為最頭痛的問題。為此,王院士竭盡心力將雲與氣膠的不確定性,降至最小的關鍵領域,這項研究結果被納入許多大尺度大氣化學及氣候數值模式中,對相關研究幫助良多。
 
最後,王院士播放國際太空站拍攝的全球縮時雲圖,讓大家一睹高空俯視地面的樣態,也看到具各種光譜的極光閃閃跳躍,美得讓眾人驚嘆連連。
 

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