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聚焦地科
聚焦地科2024-04-27
前進北極熊的所在地：探索從太空天氣到全球暖化的神祕面紗——專訪國立中央大學太空及遙測研究中心劉正彥教授
簡永昌｜ 科技大觀園特約編輯
北極掌握全球氣候變遷與資源命脈，吸引全球科學家前仆後繼來此地研究。
圖片來源：劉正彥教授提供
哐啷一聲，眼前偌大的冰山毫無預警落下，融化崩塌的冰塊掀起巨浪，畫面驚心動魄，這並不是電影場景，而是發生在北極圈的「日常」；而本應該是天倫之樂的「母熊帶小熊」，定睛一看卻只見血盆大口的北極熊叼著被當作食物的小北極熊，骨瘦如柴的北極熊也早已不是罕見的畫面。而這些被改變的生態全直指一個兇手：暖化。
對於身處在亞熱帶的臺灣人來說，北極彷彿只是存在於教科書內的地理位置，而冰雪覆蓋、極光美景，還有極具代表性的北極熊，都是我們對它的既定印象。其實，北極並不如想像中荒蕪。在這個將近 590 個臺灣大的區域（約 2,100 萬平方公里），三分之二是海洋，三分之一是陸地，跨美加、冰島、挪威、瑞典、芬蘭與俄羅斯等國，掌握全球氣候變遷與資源命脈，更讓全球科學家多年來前仆後繼來此地研究。而臺灣也沒有缺席。
根據美國官方公佈的資料顯示，2023 年北極地區迎來史上最溫暖的夏天，人類與自然生態被推向未知境地。也因此，在教育部、海洋委員會、外交部與國科會的支持下，國立中央大學、國家海洋研究院與波蘭哥白尼大學攜手合作的臺灣極地研究站（Taiwan Arctic Research, TaiArctic），正式於 2022 年在北極冷岸群島揭牌成立，象徵我國以環境監測與科學研究作為出發點，積極參與北極事務的宣示。
國立中央大學、國家海洋研究院與波蘭哥白尼大學攜手合作的臺灣極地研究站（TaiArctic）。
圖片來源：劉正彥教授提供
地理位置成研究優勢，赴北極設研究站掌握太空資訊
參與此次計畫的國立中央大學太空科學研究所暨太空及遙測研究中心劉正彥教授表示，自 2021 年開始，中央大學就開始派科學團隊前往北極進行地球科學相關研究，正因觀察到北極暖化的速度是全球平均的 4 – 7 倍，因此將研究範疇聚焦在暖化議題，包括冰川退縮後的地表地質調查、融冰引起的地形改變、地下水與永凍層消失觀測、北冰洋洋流、波浪與海冰等，以期能透過科學研究對全球產業示警、避免暖化瀕臨崩潰點／引爆點（tipping point）造成對人類與生態的劇烈衝擊。
所謂崩潰點／引爆點，正是指當氣候現象（如暖化）超過某個臨界點後，環境將進入一個我們難以控制的狀態，如同潘朵拉的盒子被打開一般。北極區快速消逝的冰原，就被認為是全球氣候改變的其中一個臨界點。然而，除北極當地是事發第一現場外，劉正彥說，科學家們進駐此地扎營研究，設立臺灣極地研究站（立方衛星接收站），另有個重要考量：位置。
首先，太空天氣因涉及太空中的電漿、磁場、輻射等，可能對地球上的電子設備與通信系統產生劇烈影響，甚至對航班的安全構成威脅，劉正彥教授說，若能更精準了解太空天氣的變化，將有助於增進了解。然而，礙於觀測設備在外太空移動的軌跡與地球之間距離遠近不一，將影響資訊接收的頻次，此時北極的極區磁力線與地表接近垂直的角度關係，反而具有特殊的觀測優勢，使得北極如同自然界的一個「聽診器」，讓科學家得以在極帽區地面附近更全面、快速地監測太空天氣的動態變化，及其對地球環境的影響。
挪威 EISCAT在斯瓦爾巴群島設置的雷達系統。圖片來源：劉正彥教授提供
不僅如此，於北極區設立研究站能掌握第一手氣候變遷的資訊，擺脫過去寄人籬下的窘境，為地球暖化貢獻一己之力。隨著北極新航道逐漸成形，劉正彥教授表示，臺灣作為全球的航運大國之一，投入在了解北極環境變遷的狀態有其必要，我們得從過去的資訊「接收者」轉換為資訊「提供者」，藉由搜羅、跨域整合更多極地觀測資料的方式，提出相關解方，也因此在總計畫「北極研究聯合助攻：北極加速暖化之機制與環境衝擊跨域整合研究」的帶領下，更延伸出從環境到觀測站建置評估等六個不同子計畫，同步展開，展現出我國在地球科學厚實的研究量能。
而近年來，新冠肺炎打亂了人類原有的生活步調，更讓外界見識到「未知病毒」的嚴重性，特別是冰封在地下或海底永凍土中的古老微生物，亦是科學家亟欲了解的一環。劉正彥教授表示，隨著北極地區加速暖化，近地表、被稱為活動層（active layer）的淺層土壤永凍土受到影響，產生各種變動。他進一步說到，因融化而釋放的，不僅有令人聞之色變的「殭屍病毒」與各種微生物，封存在其中的溫室氣體甲烷更對暖化的環境有著嚴重的衝擊，不容小覷。
除了北極圈之外，在地球的另一端「南極」也讓國內科學家們蠢蠢欲動。劉正彥教授說，投入極地研究掌握全球環境脈動，一直是團隊的任務，特別是臺灣在高科技產業的領先地位與海運航道的重要位置，如果能從太空天氣到氣候變遷皆掌握足夠資訊，將有助於透過貢獻解決方案，打開臺灣的國際能見度、促成更多國際合作，同時在國科會的穿針引線下，開啟南極研究的大門。
劉正彥教授在斯瓦爾巴全球種子庫前留影。圖片來源：劉正彥教授提供
資料來源
延伸資源
本文轉載自科技大觀園，連結如下：https://scitechvista.nat.gov.tw/Article/C000003/detail?ID=d986f5b7-f99c-4b9d-935d-260b4c08b29d
北極掌握全球氣候變遷與資源命脈，吸引全球科學家前仆後繼來此地研究。
圖片來源：劉正彥教授提供
哐啷一聲，眼前偌大的冰山毫無預警落下，融化崩塌的冰塊掀起巨浪，畫面驚心動魄，這並不是電影場景，而是發生在北極圈的「日常」；而本應該是天倫之樂的「母熊帶小熊」，定睛一看卻只見血盆大口的北極熊叼著被當作食物的小北極熊，骨瘦如柴的北極熊也早已不是罕見的畫面。而這些被改變的生態全直指一個兇手：暖化。
對於身處在亞熱帶的臺灣人來說，北極彷彿只是存在於教科書內的地理位置，而冰雪覆蓋、極光美景，還有極具代表性的北極熊，都是我們對它的既定印象。其實，北極並不如想像中荒蕪。在這個將近 590 個臺灣大的區域（約 2,100 萬平方公里），三分之二是海洋，三分之一是陸地，跨美加、冰島、挪威、瑞典、芬蘭與俄羅斯等國，掌握全球氣候變遷與資源命脈，更讓全球科學家多年來前仆後繼來此地研究。而臺灣也沒有缺席。
根據美國官方公佈的資料顯示，2023 年北極地區迎來史上最溫暖的夏天，人類與自然生態被推向未知境地。也因此，在教育部、海洋委員會、外交部與國科會的支持下，國立中央大學、國家海洋研究院與波蘭哥白尼大學攜手合作的臺灣極地研究站（Taiwan Arctic Research, TaiArctic），正式於 2022 年在北極冷岸群島揭牌成立，象徵我國以環境監測與科學研究作為出發點，積極參與北極事務的宣示。國立中央大學、國家海洋研究院與波蘭哥白尼大學攜手合作的臺灣極地研究站（TaiArctic）。
圖片來源：劉正彥教授提供
地理位置成研究優勢，赴北極設研究站掌握太空資訊
參與此次計畫的國立中央大學太空科學研究所暨太空及遙測研究中心劉正彥教授表示，自 2021 年開始，中央大學就開始派科學團隊前往北極進行地球科學相關研究，正因觀察到北極暖化的速度是全球平均的 4 – 7 倍，因此將研究範疇聚焦在暖化議題，包括冰川退縮後的地表地質調查、融冰引起的地形改變、地下水與永凍層消失觀測、北冰洋洋流、波浪與海冰等，以期能透過科學研究對全球產業示警、避免暖化瀕臨崩潰點／引爆點（tipping point）造成對人類與生態的劇烈衝擊。
所謂崩潰點／引爆點，正是指當氣候現象（如暖化）超過某個臨界點後，環境將進入一個我們難以控制的狀態，如同潘朵拉的盒子被打開一般。北極區快速消逝的冰原，就被認為是全球氣候改變的其中一個臨界點。然而，除北極當地是事發第一現場外，劉正彥說，科學家們進駐此地扎營研究，設立臺灣極地研究站（立方衛星接收站），另有個重要考量：位置。
首先，太空天氣因涉及太空中的電漿、磁場、輻射等，可能對地球上的電子設備與通信系統產生劇烈影響，甚至對航班的安全構成威脅，劉正彥教授說，若能更精準了解太空天氣的變化，將有助於增進了解。然而，礙於觀測設備在外太空移動的軌跡與地球之間距離遠近不一，將影響資訊接收的頻次，此時北極的極區磁力線與地表接近垂直的角度關係，反而具有特殊的觀測優勢，使得北極如同自然界的一個「聽診器」，讓科學家得以在極帽區地面附近更全面、快速地監測太空天氣的動態變化，及其對地球環境的影響。
挪威 EISCAT在斯瓦爾巴群島設置的雷達系統。圖片來源：劉正彥教授提供
不僅如此，於北極區設立研究站能掌握第一手氣候變遷的資訊，擺脫過去寄人籬下的窘境，為地球暖化貢獻一己之力。隨著北極新航道逐漸成形，劉正彥教授表示，臺灣作為全球的航運大國之一，投入在了解北極環境變遷的狀態有其必要，我們得從過去的資訊「接收者」轉換為資訊「提供者」，藉由搜羅、跨域整合更多極地觀測資料的方式，提出相關解方，也因此在總計畫「北極研究聯合助攻：北極加速暖化之機制與環境衝擊跨域整合研究」的帶領下，更延伸出從環境到觀測站建置評估等六個不同子計畫，同步展開，展現出我國在地球科學厚實的研究量能。
而近年來，新冠肺炎打亂了人類原有的生活步調，更讓外界見識到「未知病毒」的嚴重性，特別是冰封在地下或海底永凍土中的古老微生物，亦是科學家亟欲了解的一環。劉正彥教授表示，隨著北極地區加速暖化，近地表、被稱為活動層（active layer）的淺層土壤永凍土受到影響，產生各種變動。他進一步說到，因融化而釋放的，不僅有令人聞之色變的「殭屍病毒」與各種微生物，封存在其中的溫室氣體甲烷更對暖化的環境有著嚴重的衝擊，不容小覷。
除了北極圈之外，在地球的另一端「南極」也讓國內科學家們蠢蠢欲動。劉正彥教授說，投入極地研究掌握全球環境脈動，一直是團隊的任務，特別是臺灣在高科技產業的領先地位與海運航道的重要位置，如果能從太空天氣到氣候變遷皆掌握足夠資訊，將有助於透過貢獻解決方案，打開臺灣的國際能見度、促成更多國際合作，同時在國科會的穿針引線下，開啟南極研究的大門。劉正彥教授在斯瓦爾巴全球種子庫前留影。圖片來源：劉正彥教授提供
資料來源
- 採訪國立中央大學太空科學研究所暨太空及遙測研究中心劉正彥教授
延伸資源
本文轉載自科技大觀園，連結如下：https://scitechvista.nat.gov.tw/Article/C000003/detail?ID=d986f5b7-f99c-4b9d-935d-260b4c08b29d