【環境】「捕霧」追水 學者:台灣冬季很保溼

發表於2014/12/28
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本報2014年9月11日台北訊,特約記者廖靜蕙報導

節氣進入白露,意味著露水漸增、氣候轉涼,而台灣冬季總跟著枯水、缺水的概念,不過這個概念隨著科學研究的進展,可能也要跟著調整。

為了解決冬季缺水,台大學者林博雄這幾年來,發展捕霧的知識系統與技術,領略了台灣其實不缺水,冬季的「水平降水」遠超乎想像。

台灣的霧林中隱藏著許多珍貴的水資源,台大學者林博雄透過捕霧技術,領略了台灣其實不缺水。
(圖/新竹觀霧赤楊霧林,來源:Shipher Wu)
 

向生物學留水! 看見「水平水資源」

大熱天的清晨,在葉片上、蜘蛛網微微閃動著亮光水珠,科學家正一步步解開了其透露的訊息。生物為了生存,天生具備收集水源的能力,人類頂多只是以鍋碗瓢盆接雨水,忽略其他水資源的可能。

大熱天的清晨,蜘蛛網上凝結的水珠,透露了生物天生具備收藏水源的能力,而人類呢?
(圖/Matthew Paulson onFlickr)
 

對於水資源的了解,大多只調查垂直降落的雨水,忽略了「水平降水」的了解與調查。霧,即為其中一例,國外期刊將霧歸納為水平移動的降水。台大大氣科學系副教授林博雄表示,水平降水的特性不如雨水容易感受、觀察,因此,台灣冬季缺雨的季節,往往被誤認為乾季。其實,只要東北季風吹動,起霧的日子,所有的生物都溼答答。

林博雄說,世界一些乾燥國家,常需走很長的路,才能取得水資源。為了增加水資源,他們效法植物、昆蟲,發展「捕霧」技術,將清晨薄霧轉化為露珠的留水本事,解決一部分民生用水。智利安地列斯山即為一例,1990年代他們發展出在竹林間,以竹子當接水管,並以類似排球網的方式捕霧,高山稜線上一排攔截網,水就直接倒到水泥桶。

 

建構「捕霧網」  友善環境的解渴方案

台灣對於霧日的紀錄,都基於行車、飛行安全為之,顯然不太足夠。而所謂霧日的紀錄,只要當天出現霧,無論時間長短,即算入霧日。由於紀錄時間只有白天,忽視了夜晚、凌晨起霧的紀錄,無法作為研究依據。

林博雄一開始是因雪霸國家公園觀霧遊客中心的研究計畫,接觸國際間霧相關的研究和利用,
逐步建立知識系統以及捕霧取水的技術。(圖/大雪山森林;來源:Brian Chiu)
 

林博雄一開始是因雪霸國家公園觀霧遊客中心的研究計畫,接觸國際間霧相關的研究和利用,逐步建立知識系統以及捕霧取水的技術。實際應用則是2013年與慈濟基金會合作,在三義茶園進行相關實驗。茶園正因冬季進入乾季缺灌溉水源尋思解方,而興建水利系統有破壞環境之虞,捕霧取水或能提供較友善環境的做法。

要捕捉水平移動的降水,捕霧網就必須與風向垂直,當風將霧推動經過捕霧網的孔隙,霧就轉化成小水滴,沿著霧網往下順著溝槽流到集水桶。

林博雄研究團隊首先著眼於當地氣象資料的取得,因缺乏相同海拔的氣象資訊,成立氣象觀測站;在缺乏資料下,只能實驗性的在茶園架設12座不能方位的捕霧網,以便找出最適合的高度和風向,這兩者是影響捕霧效率的因素。

 

風速是關鍵  每秒2~5公尺最佳

在三義77天、包括29天霧日的觀測中,研究團隊收集到的霧水與雨水之比為177:1,平均每平方公尺的收集到3.7公升的水。

這項的結果,對於水價便宜的台灣社會,或許認為成本很高,不過對於缺水的地區,卻十分珍貴。

研究團隊也發現,風速若不動或緩慢,會降低霧水收集的速度(圖/沐浴在霧中的附生植物;來源:Brian Chiu)
 

研究團隊也發現,風速若不動或緩慢,會降低霧水收集的速度,移動過慢,過程中水氣就蒸發了。研究團隊初步估算,每秒風速2~5公尺是收集霧水最適合的速度,每秒2公尺以下,收集機率就會降低,或收集不到。

目前實驗只是攔截網的效率,林博雄表示,經過這次經驗,已能較有效的改善集水效率,不過水質則需進一步檢測,才能了解運用範圍。霧水pH值普遍偏酸,林博雄解釋,霧滴既輕又會飄,可能與一路上留住環境中雜質有關。

 

捕霧技術  因地制宜

「建立起捕霧的知識系統以及技術,還須因地制宜的使用;霧是許多生物賴以生存的資源,我們只取所需。」林博雄強調,台灣並不缺水,或許用不到這項技術,但是一些乾季缺水,尺度、規模較的地區,或能派上用場;而具備這些知識技術,卻能幫助一些缺水國家。如中國甘肅、蘭州這些乾旱的地區,蒸發遠大於雨量,不過每天早上一層薄薄的霧,就可以思考收集利用。

今年冬天,研究團隊將於雪霸國家公園,位於雪山圈谷三六九山莊發展小型霧收集器,解決高山遊憩用水的需求,並將收集到的霧水與中研院合作進行檢驗,確認用途,期待這些努力提供山友友善環境的水資源。

資料來源:台灣環境資訊協會

 

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