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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
--------------------------------------------------------------------------
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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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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