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標 題: [科學人][科學馬戲團] 個人專屬的氣象報告
發信站: 不良牛牧場 (09/15/06 00:52:08 Fri)

個人專屬的氣象報告 < 摘自科學人雜誌2006年9月刊 >

新發明的裝置,能夠預報你家後院的天氣。

撰文╱阿爾珀特(Mark Alpert) < Scientific American 編輯撰述 >

翻譯林筱雯

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我母親喜歡看電視新聞的氣象報告。我小時候,晚間新聞快結束前,她會要
求大家完全安靜五分鐘,以便觀看氣象學家站在紐約市地圖前指點各地的溫度
預報。她全神貫注凝視著風暴橫掃紐約、紐澤西、康乃狄格州的雷達影像。有
一次我問她,為什麼這麼喜歡看氣象新聞?她聳聳肩回答道:「我想知道明天
該穿什麼。」不過,這回答從來無法說服我。她的執念似乎遠超過單純想知道
隔天早上是否該穿外套、是否該帶雨傘的渴望。


我現在雖然不太常看電視,卻繼承了母親對天氣的迷戀。當我讀《紐約時報》
時,首先翻開的就是報紙的天氣報告。精確來說,是翻到一週氣溫觀測和預報
與平均高低溫比較表的那一頁。所以當我發現,位於美國加州海瓦德市的戴維
斯儀器公司(Davis Instruments)發展出一種個人氣象站,即使身處曼哈坦
的高樓大廈叢林裡,這套設備也能不斷將戶外的天氣狀況,即時無線傳送給我
時,真是感到好奇萬分。這類能夠精確預報你家附近微氣候的儀器,在氣象愛
好族群中已經相當常見,但Vantage Pro2卻是第一部結合強力傳輸功能和專利
軟體的裝置


這套個人氣象站包括兩部份,其一是整合感應器組,可以安裝在屋頂或後院;
其二是顯示控制台,可以放在桌上或掛在牆上,以方便觀看。感應器組包括一
個轉杯風速計,也就是我們所熟悉、用來測量風速的風車式裝置,還有風標、
雨量計、溫度計、濕度計;而氣壓計則設置於控制台內。溫度計和濕度計放在
有狹縫的塑膠容器裡,空氣可流入、儀器又可受到遮蔽而不會受陽光直射。若
要測量得更精確,有些機型還配備風扇,可讓塑膠容器裡的空氣流動。(有線
式Vantage Pro2售價約495美元,無線式售價約595美元,配備風扇則需外加200
美元。


組裝感應器組時,我對雨量計特別感興趣。雨量計用漏斗收集雨滴,讓雨滴
流進一個稱為傾斗(tipping bucket)的裝置裡。這個巧妙的小裝置看來就像
兩端有勺子的蹺蹺板:雨水首先集中在上方的勺子裡,等雨量達到0.25公釐之
後,裝滿雨水的勺子就會落下來,將裡面的雨水潑到地上;同時另一個勺子則
移到上方,開始收集雨水。裝置每上下擺動一次,就會牽動掛在槓桿中心的磁
鐵,進而啟動記錄開關,將那一次的0.25公釐雨量加進雨量計數裡。


感應器組的動力由一個小型太陽能面板供應,面板製造的電會將電容器充電,
讓裝置在夜晚也能運作。(像冬天的阿拉斯加那樣夜晚特別長的地方,氣象站
則由一個鋰電池供應備用能源。)傳送天氣資料給顯示控制台的無線傳輸器大
約消耗八毫瓦特電能,雖然這個數值聽起來並不算太大,卻比前幾代機型高很
多。前代機型的傳輸使用單頻無線電訊號,功率受美國聯邦通信委員會(
Federal Communications Commission)的規定限制。


Vantage Pro2不受功率規定上限的限制,是因為它利用展頻訊號來傳輸,訊
號頻率會改變。(信不信由你,這種技術是好萊塢女星海蒂拉瑪在二次大戰時,
與其他人共同發明的,當時是用來避免無線電導引魚雷受到人為干擾。)因此,
感應器組傳送的訊號能夠輕易穿越窗戶和牆壁;如果感應器和顯示控制台之間
沒有阻隔,傳輸距離至少可達300公尺。我在Scientific American位於美國紐
約市的總部測試過這個裝置。首先,我把感應器組拿到同一樓層另一邊的辦公
室,結果訊號成功穿越門、走廊和各式隔間,抵達位在我桌上的控制台。接著,
我帶著氣象站坐電梯下到一樓,把它安裝在麥迪遜大街對街,它仍持續把資料
送到12樓的辦公室。


控制台的螢幕每2.5秒會更新一次感應器的觀測值,還會顯示過去24小時的
天氣變化曲線。一個叫做WeatherLink的套裝軟體,能讓使用者把資料下載到
個人電腦裡,以便分析資料、製作圖表,直到滿意為止。如果使用者願意的話,
還可以把資料貼到網路上。最棒的是,控制台還可以透過內部的軟體演算,小
心評估感應器的所有測量值,為使用者量身訂做、預報局部天氣。


不那麼貴的氣象站(有些基本機型僅需30美元)通常只靠氣壓計來決定預報
值,但是Vantage Pro2把風速、風向、氣溫、濕度,以及氣象站的地理位置(
使用者設定裝置時必須輸入經緯度)都列入考慮。舉例來說,如果位在美國東
岸的氣象站測量到氣壓降低,而且風是從北邊或西邊來,軟體會預測風暴即將
來臨;若風從南方或西南方來,預報就可能不同。即使在同樣天氣條件下,比
起美國其他地方來,加州的氣象站就不常預測降雨,因為演算法已考慮到美國
西岸的地中海型氣候。


戴維斯儀器的業務處長海利格(Russell Heilig)說,購買Vantage Pro2的
人通常是業餘的氣象愛好者,他們只要預報得比電視的氣象預報更準確,就高
興得不得了。不過買主還包括農夫,他們在氣象站外加了土壤濕度和葉表濕度
的感應器。釀酒人也能夠根據觀測資料,決定什麼時候噴灑除真菌劑和殺蟲劑。
最讓人意外的買主,也許是美國房車大賽協會(NASCAR)的參賽隊伍。他們需
要知道跑道的精確氣溫、濕度、氣壓,才能讓房車引擎有最好的表現。


但是,我母親怎麼看呢?她會買一台這樣的個人氣象站嗎?前幾天我打電話
給她,問她的看法;但我犯了個錯,直接提到天氣站的售價。她聽到後驚呼:「
好貴!誰會買這個?這是設計給千萬富翁的!」我告訴她,大部份買主並不是
大富翁,但她似乎仍相當懷疑,她說:「好吧,為了製造商著想,我希望確實
如此。我已經在替他擔心了,我是想知道天氣,不過想知道的程度沒那麼高。」
母親想了想,隨後加上一句:「你爸爸也許會喜歡這東西。」


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【欲閱讀完整全文,請參閱2006年9月號「個人專屬的氣象報告」一文。】

http://www.sciam.com.tw/circus/circusshow.asp?FDocNo=908&DocNo=1441&CL=20
http://www.sciam.com.tw/circus/circusshow.asp?FDocNo=908&DocNo=1442&CL=20

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