能見度
二零二二年十月 第一期
你知道如何觀測能見度嗎？能見度是一種以肉眼觀測的氣象元素。在正常視力的情況下，觀測員能夠看到和辨認出某一目標的最大距離，能見度的單位為米或公里。
方法是首先在地圖上，先以身處的觀測地點為中心，以同心圓為原則，選擇不同方向及距離的地標作為目標物。
然後，所選目標物較適合為深色及視角在0.5°至5°之間的物體。當手臂伸直及舉起尾指時，視角寬度約為1°；當手臂伸直及舉起食指、中指和無名指時，視角寬度約為5°。由此，所選目標物約為尾指闊、又小於三隻手指的寬度便適合了。
最後，在地圖上量度目標物與觀測點的實際距離，便是能見度了。要注意的是，觀測員應以觀測點為中心，觀察四周360度每一方向，再以最差的能見度為最後結果。
能見度受空氣中的懸浮粒子、沙塵，甚至天氣現象，如霧、煙霞、降雨等等因素影響，以上情況均會降低能見度。相反，穩定的大氣狀況、或有利大氣傳送及擴散的風速風向出現時，則有助提升能見度。
你能觀測到兩張照片的能見度嗎？
地理科老師
姚倩薇
【電子學習教材套：氣候變化】EP4. 全球暖化成因一：太陽輻射
【電子學習教材套：氣候變化】EP4. 全球暖化成因一：太陽輻射
「嗇色園主辦可觀自然教育中心暨天文館」及「香港天文台」合作編製電子學習教材套，讓師生進一步瞭解氣候變化。
《電子學習教材套：氣候變化》網頁： https://www.climatechange.edu.hk/
《電子學習教材套：氣候變化》： https://www.hko.gov.hk/tc/climate_change/ed_package/files/CCpackage_c.pdf
#太陽輻射 #Solarradiation #全球暖化 #氣候變化 #全球增溫 #地理 #geography #ClimateChange #GlobalWarming
好書分享 – 《發現微生物的超能力 – 不可思議！微生物大集合》
二零二二年九月 第二期
微生物是一群不能容易用肉眼看見或分辨的生物統稱。種類及數量都非常多，除了大家都認識、無處不在的細菌外，還包括一些主要在水裡找到的各種原生生物（又稱原蟲）、藻類，甚或甲殼類浮游動物。
這本要分享的好書《發現微生物的超能力 – 不可思議！微生物大集合》是一本科普書籍。作者末友靖隆利用簡潔的文字及運用簡單的比喻，解釋在細胞內一些複雜的化學反應，並加入由繪者友永太呂所繪畫的可愛插畫，讓讀者可以更容易明白一些概念較為抽象的細胞反應。
書中主要介紹了八類可在水裡找到的微生物：纖毛蟲、裸藻、變形蟲、綠藻、藍綠菌（又稱藍綠藻）、矽藻、渦鞭毛藻和甲殼類浮游動物的一些基本結構特徵，以及牠們的行為活動和繁殖方法。除此以外，作者更利用這八類微生物的一些特別的行為特徵，如微生物是如何透過有性生殖來改變DNA去渡過環境危機；夜晚在海邊出現的「藍眼淚」是微生物發出的冷光；以及提出微生物可能是未來石油的替代能源等等的一些事例，以說明在探討環境問題時，是不能忽略這些比沙子還要小的微生物的存在。
相信大家在看完這本書後，除了對這些微生物加深了認識外，更大的得著可能是令大家更有興趣去探索這個巨大而且廣闊的微生物世界。
區智恩
生物科老師
參考資料：
末友靖隆。《發現微生物的超能力 – 不可思議！微生物大集合》（遠見天下文化出版股份有限公司，2021）
酷熱
二零二二年九月 第一期
時近中秋，看見這麼美麗的藍天，必定想到郊外一遊，但一看天文台的預測，當日的最高氣溫將達攝氏33度，郊遊的念頭頓時打消。今年7、8月期間，這樣蔚藍天空的日子特別多，每日的最高氣溫經常保持在攝氏33度或以上，有些日子更高達攝氏35度，破了不少的天文台的紀錄！
世界各地也有持續高溫的現象，例如英國倫敦就在七月曾錄得攝氏40度的高溫，持續高溫影響日常生活，學校停課、經常停電和影響醫療系統等。為了減輕電力負荷，西班牙政府更限制商場的夏季室內氣溫不可低過攝氏27度，冬季則不可高過攝氏19度，晚上十時後商店櫥窗要熄燈。
高溫也令自然環境出現不尋常現象，早前嗇色園主辦可觀自然教育中心暨天文館的黃志俊老師發現在西貢橋咀洲一帶，因為海水溫度上升，令大範圍珊瑚白化。若果高溫持續，珊瑚將難以復原。此外，美國佛州研究人員發現近年誕生的海龜全是雌性，原因是孵蛋時的溫度會決定海龜的性別，高過攝氏31度就會孵出雌性海龜，攝氏28度以下就會是雄性。在全球暖化的情況下，科學家擔心海龜絕種。
若果人類還是只顧發展，不理會眼前的問題，地球還可以撐幾耐？
羅耀強
助理教師
參考資料：
- 香港天文台 www.hko.gov.hk
- 明報新聞網https://news.mingpao.com/pns/%E6%B8%AF%E8%81%9E/article/20220807/s00002/1659809480049/
- 星島日報 https://www.singtaousa.com/4180393
- 人間福報 https://www.merit-times.com/NewsPage.aspx?unid=805488
- 台視新聞網 https://news.ttv.com.tw/news/11108020031900L
天文攝影為何要使用濾鏡？
在數碼相機普及前，當要拍攝深空天體時每按一次快門都要深思熟慮，因為每一張菲林都只能曝光一次，我們必須在拍攝前決定如何拍攝，應使用黑白或彩色菲林、如何構圖、曝光時間等，加上還要等沖印完成才能看到照片是否成功，所以在菲林時代拍天文照片是一項高難度的活動。而到了數碼攝影的年代，感光元件取代了菲林，電子訊號代替了化學試劑，天文攝影才變得更加簡單，令更多的人可以嘗試天文攝影。
不同於菲林利用鹵化銀的銀離子捕捉光子，感光元件利用像素上的微小電晶體來個別捕捉每個光子。電晶體會吸收並放大捕捉光子轉換而來的電荷，接著再透過電線傳送信號。光子愈多信號就愈大，我們在螢幕中看到的影像便會愈光。所以對於深空天體等暗淡的影像，我們會用長時間的曝光來讓更多深空天體的光子到達相機的感光元件，從而成像。
但是感光元件只能分辨有沒有光子，卻不能知道光子是甚麼顏色——所以最初的數碼相機拍出來的照片會是黑白照片。要拍攝彩色照片，科學家在感光元件上放置彩色濾光片陣列，最常見的是拜耳陣列。拜耳陣列把紅綠藍三色濾光片按一定排列讓紅綠藍的光分別進入到相鄰的像素中，最後再以軟件插值計算出每個像素的顏色。
拜耳陣列雖然可以很方便地拍攝到彩色影像，但是對於天文攝影，特別是深空天體攝影來說，拜耳陣列會減少長時間曝光的效率，比如在拍攝紅色的發射星雲時，我們只能使用其中四分之一的像素來感光，嚴重影響拍攝的效率。除此以外，拜耳陣列在插值時對於高對比，或者微小細節都容易造成問題，例如出現雜訊或者摩爾紋。對於哈勃太空望遠鏡等專業級天文望遠鏡，它的拍攝目標大多非常細少，而且需要非常長時間的曝光時間，因此它並不會使用拜耳陣列來拍攝彩色影像。
天文學家會使用多種濾鏡配合黑白相機拍攝深空天體，以哈勃太空望遠鏡為例，它在UVIS波段（紫外光-可見光）配備47塊濾鏡供科學家使用，科學家會搭配不同的濾鏡去拍攝深空天體，例如在拍攝仙女座大星系時分別拍攝紅、綠、藍三張的星系照片，再合併成一張彩色的照片；而在拍攝船底座星雲時則使用H-alpha、H-II及S-II窄頻度濾鏡拍攝，最後再用軟件把對應的顏色加上去。
對於天文學家而言，使用濾鏡拍攝深空天體還有一個好處，那就是可以通過調色，突出天體的細節：例如把使用S-II（深紅色）、H-alpha（紅色）及Ｏ-III（綠色）濾鏡拍攝的窄頻照片，以紅、綠、藍三原色來重新調色。這種調色便是我們俗稱的「哈勃色」。這種調色方法不只是好看，更能分辨硫（S-II）、氫（H-alpha）、氧（Ｏ-III）的分佈、可以幫助科學家研究深空天體，像是星雲的形成、原恆星的誕生等課題。
除了哈勃色以外，天文學家還會以紅外影像或者不同元素的發射線組合成一張假色影像。例如下圖中的創生之柱的紅外影像可以幫助科學家分析早期恆星誕生的原理——而這在可見光波段只能看到一大片的塵埃。2021年底發射的James Webb 太空望遠鏡（JWST）主力拍攝紅外光影像，在它拍攝的首批影像中我們可以看到NGC 3132，南環狀星雲的紅外影像——當然這也是假色影像——穿透了星雲中的塵埃，看到整個星雲的結構。
Credit：NASA/The Hubble Heritage Team （STScI/AURA/NASA）
假色是天文學家拍攝天體照片時常常使用的一項工具，他們利用假色影像去分析天體的結構、組成以及真實色彩中難以發現的特徵。所以當大家下次在欣賞NASA放出的照片時不妨思考一下照片用了甚麼濾鏡、如何調色吧！
天文導師
王力
參考資料:
- First Images from the James Webb Space Telescope
https://www.nasa.gov/webbfirstimages
- “Pretty Pictures”: The Use of False Color in Images of Deep Space
https://ivc.lib.rochester.edu/pretty-pictures-the-use-of-false-color-in-images-of-deep-space/
- Southern Ring Nebula
https://www.nasa.gov/multimedia/imagegallery/image_feature_443.html
- Hubble Filters WFC3
https://wfc3.gsfc.nasa.gov/tech/filters.html
地球X.0
地球X.0
近年，多個科學範疇持續有新發現進入筆者腦袋：
- 新發現類地球的岩石系外行星環繞著太陽等級的恆星；
- 系外行星新發現：衛星、大氣成分、活動等等；
- 各太空船在太陽系外圍的發現；
- IPCC繼續發表新報告。
踏入第21世紀隨著觀測技術和科學知識的進步，不斷發現太陽系以外的行星，至今已達數千個。部分有些和地球的一些特徵相似，例如：密度、質量、體積、圍繞與太陽類似的恆星、有可能保有液態水的條件等。傳媒、科研機構甚至用上「地球2.0」作報導。
如果把這些資訊過分解讀、甚至誤讀，可能會以為智人（Homo sapiens）已經能夠找到地球以外能夠居住星球，在不遠的將來能夠星際旅行到其他系外行星甚至移民。
返回現實，我們離認識可讓人類生存的星球還有很漫長的路。人類發射到最遠的探測器航海家1、2號花了近40年才離開太陽圈（heliosphere），要穿過廣義上太陽系外圍奧特雲，還要航行逾千年以上。要到達所謂的「地球2.0」，現時的無人探測器要花上千萬年才有望到達。而這些星球真的能夠讓人移居嗎？機會雖少，但宇宙之大，總不能排除這可能。首先人類要好好地活到那個時候吧。
政府間氣候變化專門委員會（IPCC）在2018年特別報告，提示人類活動很大機會將令全球溫度在本世紀中期比工業時代前上升1.5度以上，環境和氣候將會受到影響，帶來難以估計的災害。人類需要大幅減少溫室氣體排放及 2050 年達到淨零排放才有轉機。觀乎IPCC最新報告及各方進展，看來人類仍需更加努力。
地球作為孕育出人類的星球，其實在其四十多億年的歷史中，絕大部分時間都不是人類所適應的生存環境。剛好能活在這刻的地球，不要讓環境變得那麼快，應該好好珍惜生命和賴以維生的生態環境，讓人類適當地活到那個可以星際旅行時候吧。
Michel Mayor | Nobel Lecture |
Plurality of Worlds in the Cosmos: A Dream of Antiquity, A Modern Reality of Astrophysics
參考資料：
K.W.F. Lam et al. 2018/ K2-265 b: A Transiting Rocky Super-Earth. A&A, in press; arXiv: 1809.08869
Teachey, A. & Kipping, D.M. (2018). Evidence for a large exomoon orbiting Kepler-1625b. Science Advances, 4, 10. DOI: 10.1126/sciadv.aav1784
Calla Cofield & Jia-rui Cook (2018), NASA Voyager 2 Could Be Nearing Interstellar Space. Available from: NASA/JPL-Caltech, Web site: https://www.nasa.gov/feature/jpl/nasa-voyager-2-could-be-nearing-interstellar-space [Accessed: October 10, 2018].
Intergovernmental Panel On Climate Change (2018), Global Warming of 1.5 °C – an IPCC special report on the impacts of global warming of 1.5 °C above pre-industrial levels and related global greenhouse gas emission pathways, in the context of strengthening the global response to the threat of climate change, sustainable development, and efforts to eradicate poverty. Available from: NASA/JPL-Caltech, Web site: http://ipcc.ch/report/sr15/ [Accessed: October 10, 2018].
延伸閱讀：
Final call to save the world from ‘climate catastrophe’
Kepler-452b — 迄今最似地球系外行星 但不是「地球 2.0」
天文導師
曾展鈞
中國古天文略談﹕「天垂象，見吉凶」？
中國古天文略談﹕「天垂象，見吉凶」？
在風靡一時的電視劇《武則天》中，有一句深刻的台詞﹕「唐三代而亡，女主武氏代之」。這句話是由劇中當朝的太史令預言，他觀測天象時發現太白經天（即金星凌日），這句話意味女主興起，主張殺掉武媚娘，以杜絕唐滅的禍患。唐代太史令相當於現今天文台台長，負責觀測天象、氣象，但由電視劇中的台詞看來，古代天文台只是卜卦的地方，中國古代天文學就是這樣嗎？
古代天文台簡史
古代天文台歷代也有不同的名稱，在秦、漢年間天文台台長稱為太史令，唐代則設立太史局，及後改為司天台， 武則天當政時改名為渾儀監，明、清改為欽天監，欽天監監正負責管轄部門。古代天文台主要負責觀測天象、推算氣象及訂立曆法，官員稱為天官。其中，古代天文台掌管曆法及節氣，故人們也認為他們懂得占卜，能知天下事，因此受人們崇拜。「天垂象，見吉凶」此句話是出自易經，意思是大自然的變化，啟示了人間的吉凶福禍變化。古人相信「天人合一」，故當天象有異動，必與人事有關，因此每個朝代也會建立「天文台」，以窺探上天對人間的啟示，並視天文製曆為皇權之一。
古代天文異象
古代天文學家對天文異象十分重視，因此留下詳細的觀測記錄，如太陽黑子的記錄，日食記錄等。中國早在公元前140年已開始觀測太陽黑子，直至意大利天文學家伽利略在17世紀確認太陽黑子的存在，中國已有101次太陽黑子觀測記錄。此外，商代甲骨文中，已記載了日月食的記錄，在唐代時古人更能準確預報日食。
中國古代天文學家對新星及超新星的記載甚為詳盡，在18世紀，西方天文愛好者發現蟹狀星雲（M1)，多年來天文學家不斷觀測星雲。19世紀的天文學家發現蟹狀星雲的位置，跟西曆1054年在中國宋朝時紀錄的「天關客星」一樣，當時只有中國、印度和日本有相關記錄，而中國的記錄最為詳細。古人稱突然出現一陣子又突然消失的星為「客星」，「天關」是金牛座牛角尖附近，在宋朝的一個清晨，人們看見了一顆客星在天關星附近出現，其亮度與金星相若，最光亮的時候更超越金星，持續二十三白天也能看見它的蹤影，直至兩年後，這顆超新星便消失了。當時宋代天文官員有這樣的記錄：
「嘉祐元年三月，司天監言：客星沒，客去之兆也。初，至和元年五月，晨出東方，守天關，晝見如太白，芒角四齣，色赤白，凡見二十三日。」
可見中國是較早有詳盡記載新星及超新星的國家。
可是，最初發現的宋朝天官楊惟德以「天關客星」作占卜，告知皇帝當朝有賢明的君主，但客星漸暗後，便成為萬千書卷記載的軼事，到底天象占卜是否真的準確？從歷史中得知，中國古代會為一些天文異象予以解釋，如「熒惑守心」（火星在心宿轉向）代表皇帝會駕崩。古人又認為「五星連珠」是吉祥的天象，表示有明主出現，「五星連珠」是指金、木、水、火、土星由西至東近乎一直線地排列，不是常見的天象。歷史上記載的現象亦有失實，其中記載漢高祖劉邦元年曾出現一次「五星連珠」，但有天文學家推測此現象應該是在劉邦登基後次年出現，天文學家估計篡改天象是為了鞏固劉邦的地位。
中國古代天文學傳承
中國古代的天文的記載甚多，卻較少研究其科學原理，主要原因是當時的政治問題。在改朝換代的時候，戰火會把前朝文獻燒毀，前朝官員亦不時被殺害，使知識不易累積，後來讓西方超越。另外，古人相信天象與人文有莫大關連，因此古天文學與占星學說混為一談，引來政治紛爭的干涉，結果令天文官難在科學上更進一步。而當時皇室亦視天文學為國家機密，因此平民不能學習，以致中國天文學難以傳承，現代人只能從殘缺的書卷中揭示中國古天文學曾經有過的輝煌。
「五星連珠」及「熒惑守心」現象也在2016年出現，「五星連珠」更會出現兩次，分別在農曆新年時及西曆8月，而「熒惑守心」則於西曆4月出現。古人認為的大凶及大吉之兆在同年出現，若現在還是帝制的時代，這位命運坎坷的皇帝會是怎樣生活呢？
參考資料
國立成功大學 中國天文學發展簡史
http://sprite.phys.ncku.edu.tw/astrolab/New_page/e_book/history_c/history_c.html
http://sprite.phys.ncku.edu.tw/astrolab/New_page/e_book/astron_chinese/astron_chinese.html
中國氣象局官方網站 清代的天文台台長—— 欽天監正
http://www.cma.gov.cn/kppd/kppdqxwq/kppdfycq/201211/t20121124_191873.html
《科學發展》2002年5月，353期，28－33頁
https://scitechvista.nat.gov.tw/Article/c000003/detail?ID=85bb1ecb-dacf-4d4a-b8f3-215611827249
http://203.145.193.110/NSC_INDEX/Journal/EJ0001/9105/9105-05.pdf
暑期實習生
蔡芷晴