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從「天氣時代」到「氣候時代」

王寶貫

在筆者上大學的年代，每當談起「氣象」的時候，許多人沖口而出的一句話是：「晴時多雲偶陣雨」。這句話可能是那時候的台灣民眾對氣象局的總印象。舉凡報紙上讀到的，收音機裡聽到的，電視上看到的，出現最頻繁的氣象術語大搞就是它。

然而，曾幾何時，現在和許多初次認識的朋友談起「氣象」時，最常提起的一句話卻不是上面那一句，而是「全球暖化」！時代真的是在變了。這個變化代表什麼呢？它代表大氣科學已經從「天氣時代」演變到「氣候時代」了，因為「晴時多雲偶陣雨」是短期的天氣預報術語，而「全球暖化」則是整個地球尺度的氣候趨勢。這當然不是說，天氣預報不再重要，而是指出，人們開始了解到，一個地方的大氣狀況和其他地方是由緊密關聯的。

●氣候不只是平均天氣

那麼天氣和氣候又有什麼不同？以往許多人有個不很正確的想法，認為「氣候」不過就是「天氣」的長期平均狀態。基於這個概念，曾有學者認為只要統計一個地方大約三十年左右的天氣資料加以平均，就可以得到該地的氣候狀況，而這個狀況應當相當穩定，不會有太多變化。然而，以現代的眼光看來，這個概念過分簡化了「氣候」的意義。

最近的一些氣候「趨勢」指出，氣候是在變動的，這些變動有時還真不小，絕非以前所想像的穩定狀態。而這些變動指出，它們的背後有「氣候機制」在運作，這就是「平均天氣」這個過分簡化的概念所能詮釋的了。

首先，最明顯的氣候變化就是「一年比一年熱」(形容詞啦！只是說從多年趨勢來看，地表溫度在上升中)。記得小時候過舊曆新年時，天氣總是冷颼颼的。那時候台灣經濟尚未「起飛」，只能算是小康，在新年時一般家庭的「重大活動」之一便是給小孩添購一件夾克或大衣以便禦寒(現在的父母如果不買個新電腦或電玩，恐怕不太容易過關)。可是到了大學時代，卻覺得過年時似乎不再那麼冷了。當時有種說法是，大家營養變好，以致比較不怕冷。另外一種說法則是都市發展，建築物過多造成「熱島效應」之故。

結果近十幾年來大量的觀測資料統計指出，這個「變暖」的感覺，不是營養變好，也不是「熱島效應」，而是大氣「真的」在變暖中，是全球普遍的現象。這便是大家耳熟能詳的「全球暖化」現象了

全球暖化不只是大氣變暖而已，陸地及海洋表面也一樣增暖。海洋的增暖會導致蒸發量增加，結果使得全球大氣中的水蒸氣含量增大。如果大氣中的水溫狀況是平衡的話，那麼這些增加的水蒸氣遲早要轉化成增多的降雨回到地面——這意味著「全球暖化」也將導致「全球雨量增大」。這「全球雨量增大」的現象未有確切的證實，但個別的例子卻是存在的。

而「雨量增大」的後果之一顯然便是「水災機率增大」。水之所以成「災」當然和水利之修廢有關，但無可否認的，和雨量也大有相關。近年來許多地方出現了「百年一遇」或甚至「五百年一遇」的大洪水，大多是和雨量突然超過原有的河川宣洩量有關，就在今年六月，筆者所居住的美國威斯康辛州中南部就有因豪雨產生了幾十年來罕見的大洪水。威州往年的「洪水」多半只是把湖面溢出的一些水彌漫到附近道路上，今年的洪水卻是洶洶河水衝垮河岸，連帶把原本價值不菲的河畔住宅也沖到水裡隨波逐流而去，可謂災情慘重。

● 幾家乾旱幾家澇

但是上面提到的「全球雨量增大」只是從全球的角度來衡量的。如果從區域性的角度來看，有些地方不但不會有雨量增大的現象，而說不定還有越來越乾旱化的情況出現。大氣是個連續體，沒有什麼地方是頭或尾，一個地方的變化毫無疑問地會影響它鄰近的地方。

假如某一個地方的雨量增大量超過大面積平均增加量，那它鄰近地區很可能會「享受」到雨量減少—也就是乾旱化。而有報導指出，近二十年來中國華北有明顯的乾旱化趨勢，蒸發量增大，降雨量減少，除了暖化的因素之外，也有上述的大氣環流變動的因素在內。

這些現象有因為海洋與大氣的運動時間及空間尺度之不同，以致使得它們的相互作用變得複雜而難以準確預測。

總而言之，近年來大氣科學家們普遍認識到，氣候絕非只是平均天氣狀況，它有十分顯著的變動，也有一些持續性頗明顯的趨勢。這在在指出，氣候變化的背後乃是一些物理機制在運作。而近幾十年來的研究更指出了，人類活動也在氣候變化中扮演一個十分重要的角色(而且目前似是「反派」角色居多！)，顛覆了前此認為人類活動不會干礙天然的觀念。

而夠強的氣候變動將使人類社會付出巨大成本。在一切走向全球化的今天，事事物物彼此緊密關連。氣候些許改變可能造成糧食漲價，燃料供應失調，疾病增加，水旱災頻繁，社會動盪，乃至可能造成國際間戰爭的陰影擴大。任何正常的政府都不應該對氣候變化的議題掉以輕心。

●天氣過程與氣候過程

為了進一步瞭解短期的天氣波動於長期的氣候變化，我們有必要來釐清天氣與氣候過程式如何產生的。

首先是產生天氣及氣候過程的能量來源。任何活動都需要有能量的供應才能維持，天氣及氣候來自大氣及海洋的活動，自然也需要有能源才行。

太陽能—從太陽表面輻射至地球的能量—幾乎是地面上一切活動的總能源。我們說「幾乎」，而不是百分之百，是因為地面下埋藏的放射性元素也會發出一些能量影響大氣及海洋，不過這部分實在小到可以忽略不計。

當太陽能量「浩浩蕩蕩」地從太陽表面輻射而出時，它含有各種波長的電磁波。波長短的有紫外線、X光及伽瑪線等，波長較長的則有紅外線，微波及無線電波等，而介於這兩大類之間的則是「可見光」—人類眼睛能夠感應得電磁波段，其波長在零點四之到零點七微米之間。巧的是，可見光是太陽電磁波中最強的部分(當然不是真巧，而是有生物演化上的原因)。

當這些「不遠億里」(日與地之距離約一億五千萬公里)而來的輻射抵達地球位置時，首先遭遇的便是大氣的頂層，熱氣層。由於電磁波其實是由能量大小不等的「光子」組成，這些光子會和熱氣層中的空氣分子相撞擊，而使得分子電離化，製造出一堆自由電子及帶正電的離子出來，而同時這些光子的能量也就被消耗掉。研究指出，使得空氣分子電離化的光子，都是極短波的光子—紫外線、X光、伽瑪線，尤其是後面兩者，所以總的結果是，這些空氣分子犧牲了小我，卻擋住了大部分的X光伽瑪線，使它們不能穿透大氣層。也幸虧有這一著，要不然地表的生物可是無法承受這些大量短波光子的致命撞擊的。

而波長稍長些的紫外線則大部分穿透了中氣層而來的平流層頂附近，在這裡它們製造了一些臭氧分子出來，而這些臭氧分子又吞噬掉一大部分的紫外線光子(好像比「飼老鼠咬布袋」還要嚴重的情節)，也使得平流層頂比中氣層要熱，雖則它比中氣層距離太陽更遠。

剩下的太陽輻射大部分時可見光。大氣層對可見光基本上是「透明」的，所以我們可以看到星星、太陽，也可以「舉頭望明月，低頭思故鄉」。如果大氣層對可見光是不透明的話，我們舉頭只會看到漆黑一片。

但是大氣中有時候有雲，它們會把太陽可見光反射及散射掉一部分，懸浮微粒(氣膠)的作用也類似雲。剩下的可見光則直達地面。地表(包括陸地和水面)也會反射一些可見光回太空，但大部分是由於陸地，水面很少這些被雲，氣膠及地面反射回太空的光大約占百分之三十(因此地球——大氣系統的「返照率」(albedo)是零點三)。

那剩下的百分之七十的太陽能到哪裡去了？答案是被地表吸收了。我們都知道地表示「不透明」的，否則我們說不定就會看到「地獄之火」或裡頭的什麼刀山油鍋之類的道具，不過從未有人真的看過。

被吸收的太陽能轉化為熱能，從地表在釋放出來。這是以紅外線的方式輻射出來的，其能量最強的部分在波長越十微米左右。這就是地表的「黑體輻射」，相當於一個溫度大約為攝氏十五度(288K)的黑體所輻射出的能量。

這個288K，向上射出的黑體輻射才是驅動大氣及海洋環流的直接能源！這個黑體輻射的總量應該相等約百分之七十的抵達地球的太陽輻射，如此才能達到「收支平衡」。

●輻射平衡之道，以有餘補不足

但是請讀者不要興奮得太早—僅僅知道能量的直接來源並不代表我們就已經瞭解天氣及氣候是如何運作的。猶如大家都知道新台幣時中央銀行印製的，但是若不知那些新台幣如何透過市場機制以及大家的「打拼」使它們來到您的口袋裡或帳戶中的話，您還是沒有明白金融系統是如何影響經濟行為的。

我們知道在地球系統內，所「收入」的太陽輻射與所「支出」的地表輻射大致是平衡的，要不然的話，收入超過支出，會使地球變暖；而支出超過收入勢必使地球變冷。

但是這個收支平衡是以全球的觀點來看的，若分開局部來看卻不盡如此。這猶如一家大公司設有許多分公司，整體來說，這公司不賺也不賠，但分公司則有的賺有的賠，但結果以有餘補不足，正好歸零。

地球的輻射平衡也是這樣。低緯度(熱帶地區)其實收入大於支出—它所接受的太陽輻射大於支出的地表輻射，是個有「淨輻射收入」的地方。中緯度地區則大致收支平衡，但高緯度地區卻正好和熱帶相反，是個「支出」大於「收入」的地方。因此，要達到全球輻射平衡(這是物理過程必然會發生的趨勢)，惟有依靠以熱帶之有餘能量去補高緯度地區之能量虧空。

但是這部分能量要如何才能「運輸」到高緯度地區去？依靠硬梆梆的地殼去傳導，恐怕是於事無補，因為效率實在太差。幸而地球表面有大氣及海洋，兩者都是流體—既能夠「傳導」熱，也可以用「對流」方式來輸送熱。

而「天氣現象」其實便是這一連串的能量(以及動量)的輸送過程所發生的現象。因此在這個意義上，天氣過程—舉凡狂風暴雨，霜雪冰雹，掣電轟雷，飛沙走石，白浪滔天，烏雲密佈……，說穿了就是充任輸送能量及動量的「運將」，那一波一波的天氣現象只是天氣系統(主要是大氣)在幫地球系統搬運能量的「現鈔、黃金、白銀、鑽石等寶物」從熱帶送到高緯地區，以便使地球系統能夠達到收支平衡的動作爾。

要是我們能夠實現了解這些「運將車隊」的規模及路線，我們便能夠事先避開它們（這些運將只會揀它們最容易走的方式及路線行進，而不會考慮閣下的福祉安全），我們便不會遭受惡劣天氣的衝撞了。當然這便是「天氣預報」的責任。我們已經知道不少，但上游有許多細節待補。

但是「氣候系統」卻有不是這個運送的問題，而是這些產生有餘及不足的地區到底本身的營運狀況是如何的問題。影響這些地區，乃至全球的收支情況有眾多的因素—有內在的因素(地球一大氣系統內部的重組)，也有外在因素(溫室氣體的增減，太陽輻射量的改變等等)。這些因素會影響整個收支狀況，其結果也會影響「運送」的行為。

舊金山的幡狀雲

王寶貫

幡， 現在一般是指垂直懸挂的旗子，而它們似乎都跟宗教有關。而幡狀雲 （virga）就像是在天空中懸挂的旗子。臺灣也會見到，但似乎不常有，也許是高溫高溼的氣候狀況使然。一般的小對流雲（如晴天積雲）的形成是由於空氣包被擡升至擧升凝結層(Lifting condensation level, LCL) 後飽和而凝結成雲滴（或冰晶，如果氣溫夠冷）而來。一個小地區的LCL一般變化不大，是故這些小雲的底部大都同一高度。如果雲中狀況可使粒子因踫撞或水氣擴散而增大，大粒子會開始沉降，掉出雲底。這些大粒子若能掉到地上，咱們就會把它們叫做雨（或雪）。但是如果雲下的狀況較乾燥，這些粒子可能沉降到某一層次就後繼無力而蒸發掉了。結果就是在原來雲底下拖了一段尾巴，像空中懸挂的三角旗，也像浮在天空中的水母，是之謂幡狀雲。如果雲底下有風切，也會把幡吹向一邊。

2007年12月某日，在搭乘舊金山灣區捷運（BART）去參加美國地球物理聯合會（AGU）之研討會時，往窗外一望，發覺天空中遠遠近近全部都是幡狀雲，趕緊拿出相機拍了下來，天空中還有車窗的反光。幡狀雲通常變得很快，不消十幾分鐘就又通通變成毫無特點的雲片了，真如古人感嘆的「吉光片羽」一般。

天有不測風雲

王寶貫

自從那位宋代歷史上有名的『乞丐變宰相』的呂蒙正在他的大作《破窯賦》中道出了﹕『天有不測風雲﹐人有旦夕禍福』這句名言之後﹐天下轟傳。假如自古就有每引用一次就抽一次版稅的條例的話﹐則這位呂老先生不只是貴為三朝宰相而已﹐一定還『富可敵國』。直到現在﹐只要發生任何事先預料不到的事﹐咱們腦子裡最先浮上來得一句話大概就是這句成語。

這句成語的重點當然是在後者。雖然呂蒙正的原意是好事壞事都包括﹐後來的人引用它卻多半在『禍』的場合上﹐一則用在警告一些得意忘形的傢伙﹐二來用在安慰一些不如意的落魄客。然而『禍福』乃是眼睛不能看見的東西﹐遠不如『風雲』有可見的形象﹐是故用風雲之不測來比擬禍福之不可預知﹐以便加強成語之力道。其效果顯然有目共睹﹐因為你我早就把此話當成下意識的『真理』了。

天氣諺語

在呂蒙正的時代﹐風雲的確像是不可測的。但是一些種田老農和討海老漁夫﹐卻能從他們長期和天氣打交道的經驗中歸納出一些模模糊糊的天氣規律來﹐這就是流傳下來的一些『天氣諺語』。天氣諺語淵源流長﹐《尚書－洪範》中就有﹕『星有好風﹐星有好雨』就是最早的天氣諺語例子之一。

很多天氣諺語可以用現代氣象常識去理解。例如﹕『田蠳若結堆，戴笠穿棕簑』﹐意思是如果看到蜻蜓（田蠳）成群飛舞﹐則代表即將下雨﹐是故農夫要頭戴斗笠﹐身披棕簑以避雨。以近代氣象學來理解﹐這是因為風雨之來﹐常在所謂的『鋒面』附近﹐不但一般大型天氣過程有冷鋒暖鋒﹐就夏季的局部氣團雷雨也一樣有小型的雷雨鋒。在鋒面前方地區氣流普遍上昇﹐濕度也比較大﹐而這又是許多昆蟲喜歡聚集之處。對於蜻蜓這種肉食昆蟲來說﹐這等於是Buffet的請帖﹐當然聚集來飽餐一頓。然而這現象發生不久之後﹐風雨可能就跟著來了。

另一個例子﹕『日圍箍﹐欲曝埔﹔月圍箍﹐欲落雨』。『日圍箍』是日旁有暈﹐即日暈﹐代表天氣可能晴朗﹔而若月暈（月圍箍）出現﹐則有下雨之可能。日暈月暈﹐是由於空中有冰晶組成的卷雲折射光線造成的現象。但是卷雲從何而來﹖一個可能是當地的對流夠強盛﹐可以把水蒸氣帶到高空造成卷雲。另一個可能是附近有較大尺度的天氣活動﹐例如鋒面﹐造成的風暴雲團中積雨雲﹐這類暴雨雲的頂部外流﹐也是卷雲的來源之一。在白天（尤其是台灣的夏季）﹐晴空的狀況有可能引起地面受到日照加熱的影響而產生旺盛對流﹐因而造成深對流雲﹐而高空於是有大片卷雲﹐產生日暈的現象。這種因地表受熱而產生的對流一般規模較小﹐不見得會下雨﹐若有也是短暫的西北雨﹐因此『曝埔』的機會較大。反之﹐若是看到月暈﹐由於晚上地表基本上沒有受熱的情況﹐卷雲便較有可能是來自附近有大尺度天氣活動的雲團了﹐因此颳風下雨的機會不小。古代還有『月暈而風』的說法﹐基本上也可以這樣理解。

有一個與此有些關係的諺語是﹕『朝霞不出門﹐暮霞行千里』﹐意思是如果大清早就滿天紅霞﹐則有風雨的機會甚大﹐最好不要出門。若是黃昏時彩霞滿天﹐倒是比較可以放心地出門﹐因為下雨機會不大。紅霞之出現﹐大都是因為極高的空中有雲﹐反射朝陽或夕陽的紅光之故。清晨一般應是一天中空氣較穩定的時候﹐除非附近有其他天氣擾動﹐應該不會高空有雲。而紅霞出現必然代表天氣擾動已接近﹐因之高空有雲成霞。至於暮霞現象則不見得與天氣擾動有關﹐因為經過一整個白天的地表加熱﹐空氣本來就較不穩定﹐容易有晚霞出現﹐但漸入夜後﹐空氣一般漸趨穩定﹐不見得會有風雨。

颱風接近時﹐朝夕都容易天紅﹐也不外乎是同樣道理。

然而天氣諺語的一個特點就是『常常不準』﹐畢竟這只是一些模糊的經驗談。以前小時，常常拿些事後不凖的天氣諺語去質問傳這些諺語的老人家，他們都只是報以尷尬的微笑來解圍。

不過﹐如果作大量統計的話﹐也許它們應驗的次數會比不驗的次數要高。

天氣諺語的另一特點就是許多諺語有極強的地域性。諺語多半是當地人體會出來的經驗法則﹐畢竟不是經過嚴密科學研究出來的結果﹐因此難得會『放諸四海而皆準』。像『三萬里河東入海』或『一江春水向東流』這樣的形容詞用在中國大陸猶可﹐在台灣的地理環境就完全不對了﹐因為在台灣人口聚集的西部平原的大河大都是向西流的（東海岸自然有些東流河川）。同樣道理﹐像『冬山頭，春海口』（冬天若山頭雲起﹐也許由東北季風引起的地形雨﹐春天若海上雲起則有可能因西南氣流帶來水蒸氣而引起風雨）這個天氣諺語也只適用在台灣的地理環境﹐用在別處不見得會應驗。

現代天氣預報的發展－－氣壓計的發明

真正要把天氣弄到『風雲可測』的地步要依靠現代氣象學的發達。如同其它科學一樣﹐現代氣象學與古代氣象學的分野在於『定量』的基礎上。這不止是僅僅發明一些硬體設備而已﹐更重要的是『定什麼量』的概念。對於大氣科學來說﹐最迫切需要定量的就是溫度﹑濕度和氣壓。於是乎首先是在15世紀﹐日耳曼人庫沙(Nicholas Cusa)發明了濕度計﹐再來是16世紀的伽利略發明了早期的溫度計﹐接下來是17世紀義大利的托利切里(Evengelista Torricelli﹐1608-1647)發明了氣壓計﹐這三種儀器的發明奠定了度量大氣的熱力學狀態的定量基礎。

這三種儀器（以及它們所關聯的概念）以氣壓計最為難懂。溫度和濕度人人都可以直接感覺到－－『潮濕悶熱』『寒冷乾燥』等形容詞就是沒有儀器也可以直接感覺到﹐儀器之發明只是是之定量化。但是當初說空氣有壓力﹐卻不是那麼容易明瞭。

從古希臘的亞理斯多德一直到近代物理的老宗師伽利略﹐都認為空氣是輕飄飄的東西﹐因此不可能有重量。他們認為﹐有重量的東西就是會往下掉﹐空氣要是有重量的話早就該掉到地上了。托利切里雖曾經是伽利略的學生﹐卻不怎麼相信這種觀點。他證明的辦法是拿一支（一端開口﹐另一端有底的）玻璃管裝滿了水銀(起初是用水﹐不過水柱太高不方便)﹐將之倒扣在一個也是裝了一些水銀的較淺皿盤上。在一般不了解“氣壓”這概念的人的想法﹐那玻璃管內的水銀就應該往下掉到和外面淺皿中的水銀一樣高度才對﹐誰知拿管中水銀柱只是往下降了一小段距離就不再降了﹐硬是比皿中水銀表面高出一大截來。您說要怎麼來解釋這個現象﹖

托利切里對這個現象作出了正確的解釋。他認為這就是因為空氣有壓力壓在淺皿的水銀面上﹐而且那壓力大到可以把玻璃管中水銀柱撐在固定高度上而不會再往下降。如果空氣壓力變小了些﹐水銀柱就會再降一點。反之﹐如果空氣壓力變大了些﹐水銀柱就會往上升了點。結論就是﹕水銀柱的昇降﹐就代表了空氣壓力的變化。

至於壓力有多大﹖因為壓力是力量除上面積﹐而比淺皿水銀面高出來的那截管中水銀柱的重量就是所謂的力量﹐所以只要把這段重量除以水銀柱的面積就是空氣的壓力大小了。

自從氣壓計發明之後﹐人們就發現﹐水銀柱的高低常常都在變動。這也就是指出﹐大氣的壓力果然不是固定的﹐而是經常起起落落﹐時大時小。更重要的是﹐由經驗發現﹐當氣壓往下降時﹐也常常是天氣變得不太好的時候﹐不是颳風就是下雨﹔而當氣壓往上昇的時候﹐則天氣常常是變得好些好﹐如果是下雨天﹐則雲雨可能漸漸消散﹔如果原來是多雲也往往會轉成大晴天。哈﹐這其實就是天氣預報的最基礎原則。市面上賣的一些號稱可以預報天氣的電子溫度表﹐其實根據的不外就是氣壓起伏的趨勢去猜出來的。

由於氣壓與天氣的緊密關係﹐氣壓分佈的形勢及未來的趨勢成為天氣預報的中心項目﹐大概托利切里當初也沒有想到過吧﹗

電報與氣象預報

在了解了空氣有壓力而氣壓常常在變動﹐當然並沒有馬上就令人們知道天氣規律﹐畢竟早時沒有多少氣象資料可以讓人們察覺天氣原是一波一波而來的。某種科學的發展卻常常源自另一種科學的突破（所以好的科學家不應只閉門照顧自家生意﹐應該多去了解一下別種學科的最新消息）﹐而近代天氣預報的啟發就是來自電報的發明。

古代交通工具不怎麼發達（當然是以現代的眼光來說）﹐許多人一生從未離開過他們生活的小村莊﹐最遠可能只是到鄰村去看迎神賽會﹐而且多半是安步當車走過去的。多念了幾本線裝書的知識份子最遠了不起是上京赴考﹐不外是騎匹瘦馬蹇驢﹐一路上枯藤老樹昏鴉地經過一些山村野店渺渺荒陂來到京城(至於僕人只能走路﹐還得挑擔子﹐連驢馬也沒得騎)﹐往往走上幾個月﹐時速也許只在兩三公里左右。但是想要覺察天氣系統的行動﹐這種慢速行動當然行不通﹐因為天氣系統之運動很快﹐非得有極快的消息傳遞方法不可。古時人們只會模模糊糊地感到每隔三五天好像就有一次風雨﹐然而風雨從何而來卻是茫然不知。即使到了火車發明之後﹐速度仍然不夠快到能夠傳遞瞬時消息。

然而電報卻使得傳遞瞬時消息變為可能﹐於是許多之前意想不到的事情就發生了。通過電報的消息傳遞﹐人們逐漸注意到了﹐在中緯度地區﹐似乎當西邊（例如美國的芝加哥）有些暴風雨或大風雪之後﹐東部（例如紐約）在幾天之後也往往會有同樣的風暴發生。由於中緯度是個西風帶﹐這使得人們開始懷疑﹐天氣是不是就是從『上游』地區移往『下游』地帶的﹖從這樣的思維開始﹐氣象學家們就逐漸摸清了所謂的天氣規律了。

天氣規律的科學

近代的氣象學更把大尺度的氣壓形勢透過對科氏力的研究和風向結合起來﹐建立了『在北半球高壓區風向順時鐘轉﹐低壓區反時鐘轉』這一個現代氣象學的基本常識。於是所謂的『天氣圖』開始出現﹐但是這些早期的天氣圖只是一些大圈圈小圈圈﹐代表著各地量到的氣壓形勢﹐有的地方是高壓區（天氣大概不壞）﹐而有些地方是低壓區（天氣大概不好）。

接下來在1920年代﹐挪威及瑞典的一群其後被稱為『貝爾根學派』(Bergen School)的氣象學家﹐主要人物包括畢耶克尼士(Vilhelm and Jacob Bjerknes)父子﹑宏波(Holmboe)﹑白吉龍(Bergeron)等人﹐他們更進一步發現了﹐風雨天氣多半發生在冷氣團和暖氣團的交綏所謂『鋒面』（front﹐意思有如兩軍交戰之前鋒)之處﹐因而創立了『極鋒學說』(Polar front theory)﹐指出在鋒面附近的溫度﹑風場及雲系的大致分佈狀況。他們幾乎是純用物理理論推論而出的大致情況居然和近年來用人造衛星所觀測到的基本上一致﹐令人對一個好的科學理論可以產生的正確預測驚訝不已。從此以後﹐天氣圖上又多了一些有牙齒狀的線條(稱為冷鋒)和有饅頭狀的線條(稱為暖鋒)﹐來標出較劇烈天氣的發生地區﹐使得對天氣現象的空間分佈了解往前推展了一大步。

另外一位也是北歐的瑞典氣象學家羅士比(Carl G. Rossby)則在1940年代研究了出了大氣中大尺度波動(長波)的原理﹐指出一個大氣擾動由一個地區移往另一個地區的時候﹐只要時間夠久(譬如說接近一天或更長)﹐則它的移動路徑必定會受到由於地球自轉而造成的科氏力的影響﹐而顯出波動的形勢。眾所週知﹐波動之所以為波動﹐必定是有作用力及回復力的相互作用才行。如果只有作用力而沒有回復力﹐就無所謂波動產生。而羅士比就是第一個指出科氏力可以作為波動的回復力的人。這種長波其後被稱為羅士比波(Rossby Wave)﹐了解羅士比波的動向就等於掌握了大氣擾動的大趨勢。

極鋒學說可以看成是天氣系統發生的空間規律﹐而羅士比波則是天氣系統的時間規律。這時空兩理論確立之後﹐現代氣象學以及隨之而來的天氣預報技術可以說大致完備了。目前的天氣預報技術當然更為精緻﹐除了傳統的天氣資料及用以上兩大理論為基礎的分析之外﹐還加上了衛星氣象資料的運用及高速電腦作出的數值預報﹐在此我們就不一一詳論了。

台灣㊣好禮

最懷念的台灣味

王寶貫

　多年前，一位在我們大學訪問的國際學者行將歸國前夕，我們在家裡為她辦了個餞行小餐會， 餐後按美國慣例有甜點。那天我們正好有從台灣帶來的鳳梨酥，於是也準備了幾塊在盤中供選擇。客人嘗了一塊，讚不絕口，不由地再拿了幾塊。看她如此喜愛，便 把剩下的幾塊都送給她了。

　前兩年她的兒子也來我們這裡工作，臨走之際，我們也同樣為他餞行。席間他倒先提起二十多年前他母親在美國吃到的台灣鳳梨酥，說她二十年來常提到，一直不能忘懷那香醇適口的味道。

　台灣終年氣候溫和，適合鳳梨生長， 一般都是當作生吃的水果。它在甜之外，還有特殊而濃郁的香氣，令人很難抗拒它的誘惑。但是生鳳梨又往往有頗為銳利螫口的酸味，吃多了還真會怕胃腸受不了。 不知何時卻有靈巧的糕餅師傅拿出高招來馴服這酸味，其成果便是鳳梨酥。添加了一些其他果類（例如冬瓜）及調味品而做成膏漿狀的餡，不再有酸味，卻保持了鳳 梨令人陶醉的香氣，也不過分甜膩。這團「王梨膏」包裹在一層薄酥麵餅的外殼裡，但這酥皮並不油膩到像有些月餅皮那樣成為片狀，吃的時候會掉了一桌的餅皮 屑。

　台灣傳統習慣並沒有像西方國家一樣飯後甜食這一項，甜食大都是當作零食吃的，而鳳梨酥則是我最喜愛的零食之一。小時候的鳳梨酥如同其他零 食一般往往沒有包裝，擺在店家的架子上就直接賣起來。後來隨著台灣經濟起飛，零食包裝也開始高檔起來，現在鳳梨酥也大都包裝在精巧的紙盒內了。

　鳳梨酥也是我剛來美國留學時的懷鄉食品之一。一九七○年代美國市場上幾乎沒有台灣來的食品，更別提鳳梨酥這種稀品了。那時只有一種美式無 花果餡的餅卷──Nabisco 出品的FigNewton──略與鳳梨酥相近，但只有甜味而沒有香氣，只是有時買來權充代替品，聊慰相思。

　即便跑遍華埠市場，廣東式食物則有之，台灣東西十分稀少，更沒有鳳梨酥。近年來台灣移民來美人數增長不少，市面上也漸可看到鳳梨酥了，不過總覺得還是直接從台灣帶來得最為可口

。

　內子也曾拿了些台灣鳳梨酥請她的美國同事吃，每次都毫無例外地受到歡迎，顯然這種口味洋人也不排斥。

　我的感覺是，鳳梨酥真是一種很有台灣特色的食品。假如製造商能把鳳梨的香味再稍強調一些，包裝再有台灣特色一些（目前包裝已經滿漂亮，只是缺乏特色），當會更有代表性。

　香氣溫和而不過分刺激，酥軟適口而不過分甜膩，這就是鳳梨酥──也像是台灣人的寫照。

一堂歷史課

侯祿布

國王們

像金色的閃光

牆上的鏡子造出的。

一個非醉鬼的教皇，

沒有兵器的騎士，

沒有騎士的兵器。

死去的人像衆多絞纏的麵條，

有一磅在戰役中倒下，

其中有兩盎司被處決，

一些頭顱

像許多馬鈴薯

震落到一個帽裏 —

天才們

由日期交配出來的

被天花板吸附而上升至

隱隱雷聲的無限裏,

肚子的咕嚕聲,

歡樂的呼喊聲,

帝國們興起又衰落

隨著教鞭的揮舞,

血跡被吸拭掉—

只有一個小男孩,

一點兒都沒在注意聽課,

會問道

在那兩次勝利的戰爭之間:

在那個年代也會痛嗎?

王寳貫/譯

準確度的簡短省思

侯祿布

魚兒

永遠準確知道何時要移向何處，

而同樣地

鳥兒有著天生的時間感

和方向感。

人類，卻

因缺乏這些直覺而只有訴諸科學

研究。它的本質可以用下面之事件

來説明。

有一位士兵

必須每天傍晚6點準時鳴放一門大礮.

作爲一位士兵他遵行不誤。當他的準確度被

調查時他解釋道：

我遵照

城裏鐘錶匠窗口上擺的

絕對準確的時鐘。每天在17點

45分我用它校凖我的手錶，然後

爬上安放著待命中大礮的山丘。

在17點59分正我走到礮位上

而18點正我準時開礮。

十分清楚地

這種開礮的方式是絕對準確的。

唯一還要作的是檢查那具時鐘。於是

城裏的鐘錶匠被質詢

他的儀器的準確度。

啊，鐘錶匠說，

這是迄今爲止最準確的儀器之一。只要想想看，

好多年來有門大礮都在6點正鳴放。

而每天當我看那具時鐘時

它都正好指在6點。

這些就是準確度。

而魚兒在水中游動，而來自天空中

有翅膀振響，同時

時鐘嘀嗒而大礮轟隆。

王寳貫譯

據傳為英國天文學家艾丁頓(Sir Arthur Stanley Eddington) 講過的對某些科學研究結論的辛辣笑話：

有一群海洋學家們要研究海中魚群的尺寸大小。他們用了網孔孔徑2吋的漁網網上了大批魚群。經過仔細量度之後得到一個結論：海洋中沒有小於2吋的魚。

病理學

侯祿布

這裡在主的胸懷中安息著

乞丐們的舌頭，

將軍們的肺臟，

告密者的眼珠，

烈士們的皮膚，

在顯微透鏡的

主宰之下。

我翻閲了肝臟的舊約期切片，

在腦的白色紀念碑裏我讀了

衰老退化之

象形文字。

看哪，基督徒們，

天堂，地獄，和極樂世界

在瓶子裏。

而沒有哀泣，

甚至沒有一聲嘆息。

只有灰塵在呻吟。

愚蠢就是被

毛細管綳壞了

的歷史。

平頭式的愚蠢。兄弟會式的愚蠢。

而從凡人受苦的三色旗中

日復一日

我們抽取出

智慧之綫索

王寳貫譯

傷亡

侯祿布

他們給我們送來壓碎的手指，

治好它，醫師。

他們給我們送來灼壞的眼球，

有如被獵狗追捕之夜梟的心臟，

他們給我們送來一百具白色屍體，

一百具紅色屍體，

一百具黑色屍體，

治好它，醫師。

在救護車的盤上他們送來

血液之瘋狂，

肌肉之尖號，

灼傷之沉默，

治好它，醫師。

而正當我們在縫合

一寸又一寸，

一晚又一晚，

神經到神經。

肌肉到肌肉，

眼球到視覺，

他們帶來了

更長的刺刀，

更震耳欲聾的炸彈，

更光輝燦爛的勝利，

蠢蛋們。

王寳貫譯

喚雨騰雲總是風

王寶貫

若您隨便在路上攔個行人，問他：「什麼是天氣？」答案十之九點九──不是「風」，就是「雨」。您若再追問：「什麼是氣候？」「什麼是季節？」相信十之七八的答案仍是「風」、「雨」，再加上「寒」、「暑」。

天氣家族四季秀

不錯，寒暑風雨，構成了我們一般人腦子裏所存有的「天氣」、「氣候」、「節氣」的印象。在許許多多的文學作品中，咱們的文學家們常常喜歡寫道，本來是個風和日麗的大好晴天，突然不知從那裏刮來了一陣風(嘿嘿，〈微塵大千〉的讀者都知道，風從「氣壓不平處」來！)，在裸露的地面刮起了一陣塵沙。塵沙黃色朦朧的身影像轉著身子舞蹈的姑娘從您身旁掠過，還嘲弄似地在您臉上摸了一把……

遠近的大樹小樹為這場風沙的舞蹈演奏出配樂，大枝緩慢的擺動像低音提琴奏出的低吟，而小枝快速的振動像是輕快拍奏的鈴鼓。草原上的茂草則是舞台上的活動背景，在低噫的嘆息聲中把風吹的草浪一波一波地往外傳送。

於是那些對環境變化比較敏感的人便發出警覺性的嘀咕：「唔，天氣要變了。」舊時代那些不太有幽默感的老學究們則會現出一種恍然大悟貌：「嗯，君子之德，風；小人之德，草。」

但是風是個看不見又愛躲躲藏藏的客人，它只藉著草樹塵沙或旗幟衣裙的飄動來向人們宣示它的存在。當您注意到的時候，它已經跑得老遠了。

比起風來，雲和雨是不害臊而愛「膨」的傢伙，它們只要有適當機會，總會堂而皇之地在您面前表演起來。一年四季的天氣氣候，多半是雲雨與其姊妹們(霧、露、霜、雪)的舞台秀。而「風」，時而在後台擔任經理，時而跑到前台走兩下龍套，但有時也喧賓奪主而成為主角。

這個天氣家族的演出，以在中緯度地區的戲目最為多采多姿。請君先品一盅香茗，然後來觀賞它們演出的「風雨四季秀」。

春雨落花，夏雨澆暑

當春之神用祂輕巧綽約的腳步降臨人間時，在冬季裏全枯的草木開始萌芽，柳樹的長條上冒出一苞苞剛蘇醒的小小眼睛。被冬之神法力所禁錮的山泉，也開始涓涓流動。

原本剛性頗強的凜冽空氣也似乎軟了下來，夾雜蕩漾著少許的水蒸氣，偶然飄到晴空裏成為小片薄薄的白雲，往往還掩蓋不住從它們背後透出的藍色。飽經人生風霜的蘇東坡於是嘆息了：「世事如今臘酒濃，交情自古春雲薄。」

然而春雲也有不薄的時候，那是當有雷聲隱隱，開始在南山之南發動的時候，古人稱這時為「驚蟄」，於是來了令詩人們情傷的春風春雨。

您沒聽過那「雨夜花」哀怨的歌韻嗎？春雨後的台大校園到處是萎落的杜鵑花，而中緯度地區的春天滿樹的桃花、李花、杏花、梨花、蘋果花，在一場風雨之後，那滿地落花的情景說真的還有點「壯觀」，您這才會驀然驚覺，春之神的芳蹤已遠：

一年春事已成空，擁鼻微吟半醉中。

夾路桃花新雨過，馬蹄無處避殘紅。

《宋‧張公庠‧道中》

春愁其實是很淡薄的，最多有些惆悵而已，因為春風雖然帶走了您心愛的花朵，它卻為您送來了濃綠的清陰作為報酬，這樣的交易也還算公平吧！就連從青樓美夢中一覺醒來的風流詩人杜牧，也只能坦然接受：

自是尋春去較遲，不須惆悵怨芳時。

狂風落盡深紅色，綠葉成陰子滿枝。

漫漫長夏於是乎在開滿樹頂的火紅的鳳凰花海和響徹四際的蟬鳴中，很熱鬧地來到。威力強大的太陽毫不客氣地照在大地之上，到處洋溢著無可躲避的暑氣。

下午，朵朵白雲變成座座雲峰。台灣夏季的雲峰峰頂可以高達十七、八公里，是玉山主峰海拔高度的四倍以上。在霹靂一聲之後，這些雲峰化為奔騰而下的暴雨，像千軍萬馬的嘶喊戰陣一般。排水不及的街道上，瞬間濁流滾滾。

挾著暴雨而來的更是猛烈的迅風，把漫天的雨水捲起，拋向那一大群擠在「亭仔腳」避雨的人們。就在人們驚慌的輕呼聲與略微的推擠步聲中，這樣的西北雨又嘎然而止，雨收雲散，藍天又出來炫耀光彩。

古人說夏天的節氣是歸「赤帝」── 一尊名叫做「赤熛怒」的神來掌管。對台灣的人們來說，赤熛怒像是一位脾氣火爆卻又不怎麼記恨的神祇，來得快去得也快。

秋風傳愁，冬雪含憂

就在人們繼續在抱怨火傘高張、天氣悶熱之時，秋的腳步已悄悄移近。或許是在一場雷雨之後的夜晚，天氣突然涼了下來，平常瀰漫空氣中的濕氣也似乎被雷雨卷走掃盡。

就在您安枕欲眠之時，一陣風來把您後院的庭樹刮得嘩啦嘩啦作響。這聲響不似往常的模糊沉鬱，而是像金屬敲打般的清脆。您推門往外一看，只見：「星月皎潔，明河在天；四無人聲，聲在樹間。」―─沒錯，秋天已經來到。秋風中帶著霜意，讓人想起金屬的刀劍。也引起古人的什麼「金風送爽」、「秋主刑殺」等等奇怪的念頭。

秋天是零落的季節。秋風秋雨之引人愁思，更甚於春風春雨。因為春風春雨雖也代表「零落」，但那是喜劇性的零落，在它之後是更旺盛的綠色長夏。然而秋愁不是滿地殘紅，而是漫天飛舞的黃葉，那代表一年生命的盡頭。

是故，秋愁比春愁才真帶有悲劇的色彩。準韓愈所言：「歡愉之詞難工，窮苦之言易好」的「定理」，我們可以猜知，描寫秋思的好句多過春思N倍！看看漢武帝劉徹的《秋風辭》：

秋風起兮白雲飛，草木黃落兮雁南歸。

蘭有秀兮菊有芳，懷佳人兮不能忘。

連這種「飯來張口，衣來伸手」的帝王階級都會產生秋愁，更何況一般文士那種「楓葉滿林愁客思，黃花遍地迷歸路」的窮愁。也難怪漢字的「愁」字，是心上一個秋！

比起春、夏、秋三季來，文人雅士們對冬季似乎興趣缺缺，比較有名的一些也多半是什麼「大雪滿弓刀」之類的，對邊塞將士表達一點「辛苦啦！同志」之同情心而已。大概古代文人們一般嬌弱得很，要他們實際去親身體驗寒凍，寫出像傑克‧倫敦的《荒野的呼喚》那樣的作品是有點難。其實冬季天氣有其多采多姿的特點，頗值得咱們的文學家來體會描寫。

北半球冬季的冷氣團在北極圈地區蘊育形成，如西伯利亞大平原一帶。只要烏拉爾(Ural)山那裏的大氣環流形勢許可，極地冷氣團便像蒙古鐵騎一般以大軍團的聲勢浩蕩地往南衝鋒而下，所過之處狂風呼嘯，寒風刺骨。「捲起千堆雪」是真實景色，而不是形容詞而已。

而在較暖的南方，冬天天氣可能是一陣寒流，一陣小雨或小雪。記得古早有一首有名的日本流行歌曲〈津輕海峽‧冬景色〉，是阿久悠作的詞，而由石川小百合唱出名。歌曲以傳統略帶憂傷的小調曲式展開：

「上野發e夜班車，落車e時，

青森e驛頭已然罩在雪裏，

北方e歸客攏無人講話，

聽見e只有海湧e聲音。」

筆者有次在冬季來到嘉義布袋的海邊。這裏冬季通常是吹著強勁的東北季風，海岸防風林的木麻黃全部把臉兒朝南，台灣海峽上波濤洶湧。而在這種天氣下，竟然還有漁船出海！夜來風止，海峽上籠罩著一層神祕的霧，而到如今也還沒有看到誰來譜一曲台灣海峽之冬。

台灣的冬季，南部多半是乾季，北部卻是連綿小雨。它們不像夏季暴雨的暢快，只是在似乎永遠不散的淡墨雲層裏不時滴下一些來騷擾您。

總而言之，不管春夏秋冬，咱們總是記掛著天氣，記掛著風和雨。它們和我們的生活關係如此密切，以致悄悄地溜進了我們的日常用語：

當一件事情在悄悄「謠傳」階段時―─「風風雨雨」

當一件事情幾乎快要發生的時候―─「山雨欲來」

當一件事情在「鬧熱滾滾」的時候―─「滿城風雨」

那麼，風和雨到底是什麼關係？

看風撥雲撩雨

其實之前我們在討論「山風及谷風」時，便約略提過了風和雲雨的關係(見《經典》第六十期)，不過那時有點語焉不詳。這裏，我們再更詳細也更直接地，把它們之間的關係講清楚。

一般人心目中的東西南北風，都是指水平方向的空氣流動，然而空氣是個流體，而大氣層是足夠地大，可使得空氣可以任意在水平或垂直方向流動，而不會受到嚴格的「邊界」限制。以前提過的「上坡風」、「下坡風」等，便是空氣上升下沉運動的例子。

為什麼說雲雨和上升的風有關？原來當空氣上升的時候，它會經驗到「降溫」的過程，換句話說，上升的空氣會冷卻下來。

這種上升冷卻的效果，只有在有「密度分層」(Density Stratification)的流體中―─例如地球的大氣層，才會出現。眾所周知，大氣層的空氣密度在地面最大，越往上密度越稀薄。由於密度和氣壓有正比的關係，一般而言，地面氣壓最大，越往上氣壓越小。

這種密度或氣壓往上遞減(而且是以「指數式」(Exponential)的遞減)的現象，稱為「氣壓計原理」(Barometric Law)，因為氣壓計(及飛機上的高度計)就是根據這原理設計的。

所當一「包」空氣往上升的時候，它週遭的氣壓(別的空氣施加在這包空氣上的壓力)也越來越小―─這當然會導致這空氣包的膨脹。

空氣包膨脹後會怎樣？在真實的情況下，由於空氣包多少會和外面環境的空氣混合，所以解釋起來比較複雜。我們在此有必要把這過程簡化一下，解釋起來方便些。

我們假定這個空氣包在上升的過程中，不會和外邊的空氣混合，同時也不會接受外邊傳來的熱量，當然也不會把自己的熱量往外傳。總而言之，空氣包內部的總能量和外界沒有關係。換句話說，不管空氣包怎麼上上下下，膨脹或萎縮，它的總能量就只能保持一個固定值，不能改變。

這樣的過程在熱力學上稱為「絕熱過程」(Adiabatic Process)。「絕」者，隔絕不通的意思，所以能量進不來也出不去。

但是空氣包內的總能量卻有兩個分量，一個是由脹縮而會變的「壓力功」(Pressure Work)，一個是由於溫度改變而改變的「內能」(Internal Energy)。在絕熱過程中，總能量雖然不可以改變，上述這兩個分量卻可以變來變去，只要它們的總和保持固定就可以了。

所以當一個空氣包以「絕熱」方式上升時，由於它會膨脹，所以它會作出「正」的壓力功。這是因為它的外面也有空氣而具有一定的氣壓。您既然要膨脹，當然就要對抗外面的氣壓，因而要「作工」才可以。這就是為什麼壓力功是正值的緣故了。

但既然是「絕熱過程」，總能量不可以改變，所以這正值的壓力功，只好由「負值」的內能改變來抵銷。負的內能改變，就表示「溫度降低」。

這麼一來，答案就很清楚了。一個以絕熱方式往上升的空氣包因為全膨脹，所以會冷下來。這個過程到目前為止還沒有牽涉到水蒸氣凝結的地步，所以稱之為「乾絕熱過程」。這個冷卻率(正式名稱為「乾絕熱遞減率」)大致是每上升一公里，溫度降低九點八℃。換言之，大約是十℃/公里。

高空水蒸氣飽和而成雲雨

這個空氣包上升得越高，當然會越來越冷。假如這空氣包內本來就有些水蒸氣的話，它可不能這樣無限制地冷下去。由於我們假定空氣包不會和外界交換物質，所以包內的水蒸氣也是固定值。問題是，當空氣包的溫度降低之時，其中的水蒸氣也越來越接近「飽和值」。

原來熱空氣中可以裝很多水蒸氣而不會有「飽和」的問題，反之，冷空氣中卻裝不了多少水蒸氣。「飽和值」要看溫度而定―─溫度越低，飽和值越低，只要少許水蒸氣就可以使得空氣包飽和。

所以當上述的空氣包冷到使得它內部的水蒸氣飽和的話，如果再繼續上升(再冷下去)，就會使得水蒸氣「過飽和」―─超過飽和所須。此時這些超過飽和部分的水蒸氣，便會凝結成為水滴或冰晶(如果溫度夠冷的話)而懸浮在空中―─這就是雲啦！

如果上升氣流十分旺盛，以致空氣包上升不止，而且還有一些「新生代」的空氣包也踏著前輩們的足跡前仆後繼地上升融合的話，這些大量的水滴冰晶可能會撞在一起，形成大水滴或大冰晶，最後會因為過重，以致上升氣流無法承載它們而往下掉落―─於是我們便看到「下雨」或「下雪」。

當水蒸氣開始凝結之後，由於凝結會釋放出一些熱量(這種由於相態變化而放出的熱量，稱之為「潛熱」)，所以空氣包雖然仍繼續上升膨脹冷卻，但冷卻率卻沒有以前那麼大了，因為潛熱被釋放出來，抵消了一部分冷卻。這個有凝結產生(仍然是絕熱狀態)的過程，稱之為「濕絕熱過程」。

當然上面這些敘述還是過分簡化了。一個空氣包在實際上升過程中，無可避免地會和週遭的空氣混合，既交換質量也交換能量。不過即使考慮了這些詳細的修正項目之後，雲和雨的形成過程，還是「大致上」類似我們上面所描述的絕熱過程。

這就是為什麼雲雨的產生和上升的風是有關的了。四季的風和雨雖然有所不同，卻無一不是由我們上面所敘述的過程而造成的。