氣象學(XB0049)
Pleuvra, Pleuvra Pas La Meteo Au Gre Du Temps

類別： 百科‧圖鑑>發現之旅
叢書系列：發現之旅
作者：Rene Chaboud
       Rene Chaboud
譯者：雷淑芬
出版社：時報文化
出版日期：1999年05月10日
定價：250 元
售價：198 元(約79折)
開本：32開／平裝／168頁
ISBN：9789571327334

【第一章　由天空開始｜．科學儀器】

▼  ．科學儀器

及至經驗主義及其演繹方式日趨成型時，科學也漸漸地建立起其理論及架構，並改進其儀器。

在17世紀末、18世紀初，有很多新的科學發現。1643年，托利切力（Torricelli）證明大氣壓力的存在，而且發明了測量它的儀器──氣壓計（barometre）。另自1639年起，歐洲開始使用雨量計（pluviometre）。

1664年濕度計（hygrometre）問世，1667年風速表（anemometre）第一次出現，經過不斷的改良之後，溫度計（thermometre）終於在1730年成型。

在1765年前後，拉瓦錫（Lavoisier）首先提出天氣預測的準則：「天氣預測是一項藝術，它有自己的原理和準則，並須經過有經驗的科學家的實驗和觀察記錄。經常的、而且每日的觀察氣壓計內汞性的高度變化、在不同高度的風力和風向、空氣的相對濕度等，對這近乎藝術的氣象工作是必要的。【……】利用這些資料，可以預測到一、兩天後的天氣，而且可能性很高，我認為它對社會大眾將很有助益。」

理想氣體定律在19世紀初確立，包括：1783年的拉普拉斯（Laplace）定律，1801年的道耳吞（Dalton）定律，1802年給呂薩克（Gay－Lussac）定律，1811年的亞佛加厥（Avogadro）定律。這些知識的累積，讓我們更清楚的了解大氣的性質。政府也開始對這些定律的實際應用，感到興趣及關心。

．天氣──戰場決勝因素

在古代部落之間的戰爭，天氣狀況往往扮演決定性的角色。凱撒（Cesar）在他和威尼托人打仗期間（西元前56－54年），由於在英吉利海峽和布列塔尼（Bretagne）外海遇到大風暴，他的船隻被摧毀了很多，使他的處境一度變得非常困難。

許多年後，於1274年，忽必烈（Kubilay khan，成吉思汗的孫子）率領了由三萬五千人及700艘船所組成的艦隊準備攻打日本，卻被一場可怕的颱風打敗了。這個颱風造成他三分之一以上人員及裝備的損失。1281年，忽必烈重新集合14萬的蒙古人（Mongols）、朝鮮人（Coreens）及中國人，準備再度發動攻擊。然而，另一個颱風又擊潰了他的軍隊。

在英法戰爭（Crecy）期間，英國人知道利用套子來保護他們的弓及箭，而法軍菲力普六世（Philippe Ⅵ）卻沒有準備這項「軍需品」，結果他們的弓弦及箭受潮，箭變得無法瞄準，而弓弦變得無法完全張開，於是軍力大大的受創，造成1346年8月26日的大敗仗。1415年10月24日在阿桑庫爾（Azincourt），雨又給法軍造成致命的一擊。重裝的軍隊完全陷在泥沼中，對英軍輕騎隊的攻擊，連一點反手的機會都沒有。

值得一提的是，拿破崙一世（Napoleon Ⅰ）認為拉馬克（Lamarck）或特拉發戈（Trafalgar）的氣象學是荒謬的，所以在滑鐵盧（Waterloo）及自俄國撤軍時，都未考慮到天氣的因素。在1788年夏天的暴雨及大冰雹之後，緊接著是一個異常寒冷的冬天，從1788年延續到1789年，不但造成糧食的欠收引起飢荒及民怨四起。怪異氣候也是造成法國大革命的原因。

．「省長先生們」

在1821年「異常氣候」之後，法國內政部長行令所有的省長道：「各位先生，幾年來，我們都目睹了氣溫明顯下降、季節突然變化、颱風（ouragan）、異常洪水等現象，這使得法國變得愈來愈弱。」他並要求這些省長們探究這些「異常」的原因。

而他們也找出了原因！罪魁禍首為：法國及美洲（Amerique）的森林砍伐、地震、火山爆發或地磁異常。夏朗（Charente）的省長認為：「要是政府沒有執行經常性的氣象觀察，我們便無法確定造成這些異常現象的真正原因。」

．現代氣象學誕生於風暴之中

1854年11月14日，在克里米亞（Crimee）戰爭期間，一場強烈的暴雨使亨利四世（Henri－Ⅳ）的軍艦及38艘商船毀壞殆盡，道成400人死亡。災難發生後，當時的國防部長瓦揚（Vaillant）請天文學家于爾班（Urbain le Verrier），1811－1877年）負責找出原委。于爾班證明這場暴風雨在11月12日即已存在，而且在兩天之內，便以西北往東南的方向襲捲整個歐洲。因此他指出，影響天氣的因子中，大部份的因子都是具有遷移性。現代氣象學於是踏出了它的第一步。

人們決定設立監測網，負責警示惡劣的天候。這個監測網最初由24個監測站組成，其中13個站以電報互相連繫。之後各國也開始組織氣象部門，並互訂條約。資訊及資料交換愈來愈密集。至1865年，整個歐洲的氣象網就有59站了。

所有的氣象觀察都強調大氣壓力的重要性：天氣的變化，似乎與氣壓計讀出的大氣壓力關係密切。

．預測家的「小鐵道法」

1860年，荷蘭的一位氣象學家比斯．巴洛（Buys－Ballot，1817－1890年），更精確的解釋了產生風的機制。他證明：風總是吹向等壓線（ligne isobare），即壓力相同的地區所連成的線。第一份「等壓圖」（Carte isobare）原稿，便是依據這些氣壓計的紀錄而來。

最初預測的方法很簡單。首先，要找出大氣現象中雲系、雨系的位置。這個工作主要藉著氣象觀察和各地氣象資料的相互交換而達成。按著第二步，由等壓線圖得知的風向及風速，我們可以看到所有現象的遷移，未來大氣現象的變化就呼之欲出了。

這個方法被預測家們稱為「小鐵道」法，但這還不是很理想，例如，地形的影響就沒有考慮在內。而且我們也只在地上做觀察，然而我們卻不能忽略尚有第三度空間──海拔（altitude）──的存在。

．風箏及探空氣球的時代

只有在高海拔處的風可以讓雲移動。在大部份的情況下，高海拔的風速、風向與地平面上的風速、風向並不一致。因此預測雲的遷移，就必須先考慮大氣在三度空間的情況。

接著幾年，氣象學家都竭力地修正這個漏失考慮海拔因子的嚴重偏誤。最初，藉由風箏、繫留氣球或風飄氣球來測量高海拔處的大氣狀況。泰西亨（Teisserenc de Bort，1855－1913年）是特爾布（Trappes）氣象台的創建者，同時也是這些方法的第一位使用人。然而，美中不足的是儀器很難回收。在1930年左右，法國人羅貝爾．畢活（Robert Bureau）及俄國人馬魯柴諾夫（Moltchanov）確立了無線電探測（radio－sondage）的技術，使得在氣球上升期間所測得的數據，可藉由無線電傳回。

釋放探空氣球，變成傳送高海拔虛的濕度、風及溫度等資料的經常性工作。同時，觀測站的數目也不斷地增加。小鐵道法有了明顯的改進，預測家很準確地預測天氣……。最有名的例子，無疑地是1944年盟軍登陸諾曼地（Normandie）時成功地預測天氣。