2022年4月5日 星期二

回南天牆壁出水的原理


上星期我家的冼衣機壞了,檢查發覺電力供應正常,但是按鈕不能發揮作用,顯然是內置的線路板在潮濕天氣裏短路,造成損害。之前幾天,香港處於「回南天」,牆壁和地板都凝結了大量水珠,甚至蔓延成片,不少人以為水從牆壁和地板滲出來,因此形容這個現象為「出水」,大概洗衣機殼內也出了水,而水是導電體,引致電流去了線路板上錯誤的地方闖禍。

有人問我為甚麼有時相對濕度很高卻沒有出水,反而間中濕度稍低會大量出水呢?簡單的解釋是:要看出水的日子之前幾天是否曾經冷過幾天。以下藉最近這個案例談談。


附圖橙色線是每天的最低氣溫,藍色線是露點溫度,「露點」的意思是:如果空氣溫度低過這個數字,空氣就裝不下內裏的水氣,部份會被逼出來,凝結成露珠般的水點。

3月19日至21日天氣溫和,空氣溫度高於露點,不會有水珠形成,22日和23日形勢逆轉,平均相對濕度分別為93%和94%,每天部份時間氣溫低於露點溫度,空氣出現水珠成為霧或薄霧,但是牆壁會出水嗎?答案是不會,原因是已經連續數天溫度高,「暖氣」深入牆壁數厘米,就算23日香港換了清涼空氣,牆壁還記憶着幾天以來20多度的溫度,潮濕空氣走近會加熱到高過露點溫度,所以水氣不會在牆上凝結成水珠。

到了24日香港繼續清涼潮濕,牆壁也開始轉涼,但是跌不到清涼空氣的露點溫度,依然不會出水,25日出現了大轉變,來自南海的暖濕空氣抵達香港,平均氣溫和露點溫度比前一天都跳升超過5度,今次牆壁反過來記憶了前兩天20度以下的溫度,比露點低很多,所以雖然平均相對濕度是90%,比之前幾天還低,但是空氣碰上牆壁卻被迅速冷卻,跌至露點以下好幾度,大量水氣被逼凝結成水珠附在牆壁上有如「流汗」」,同樣原理地板也形成大灘的水,造成「出水」現象。

簡單地說,回南天出水的條件是:先有幾天低溫天氣把牆壁冷卻,即廣州話「凍到入心」,後有暖濕氣流從南海到來,春天的乍暖還寒,正好提供這樣的條件。

 


2022年3月23日 星期三

世界氣象日:早預警,早行動,幫助脆弱社群


今天(3月23日)是世界氣象日,今年的主題是「早預警、早行動」,所謂「早預警」指根據氣象和水文的觀測數據和科學預測,及早向社會發出警報信息,「早行動」則是希望這些提前的警報,有助社會各方面及時作出抵禦風雨及相連災害的行動,減少災害做成的傷亡和經濟損失。


數十年來世界各地的氣象和水文部門,做了不少工作改進預警系統,在減少傷亡方面成績可觀。過去50年間有一萬多單災害跟天氣和水災有關,幾乎每天一災,死亡人數以百萬計,在氣候變化的背景下,過去50年間,每年災害數量增加了5倍,雖然經濟損失急速上升,但傷亡人數卻大幅下降,顯示氣象部門和社會各界的合作,在拯救生命方面比過往做得出色。

當然我們不能自滿,由於溫室氣體濃度屢創新高,氣候變化鐵定在未來幾十年內持續,冰川融化和海平面上升更將持續數世紀。如今世界各地極端天氣頻發,強烈的熱浪、乾旱、森林火災、極端降雨和致命洪水,不斷出現,海洋變暖又使颱風更為猛烈,海平面上升加劇了沿岸水淹的危害,對全球生活在艱難狀況下的脆弱社群傷害愈來愈深,非常需要氣象部門和社會各界緊密合作,做好向他們發布及時預警的工作。

超級電腦、衛星和科學進步大大提高了預測的準確性,手機警報和天氣應用程式甚至能夠去到偏遠地區或基層群體,但是如果有了警報卻發動不了社會作出反應,脆弱社群依然會避不了傷害。

世界氣象日提醒我們,防災減災,氣象部門如天文台必須用好科學,提高預測水平和及早發出警報,還需要社會事先細緻籌劃,及早組織好幫助脆弱社群的支援,這就需要整個社會的配合了。

預警直正發揮作用,必須人人受益,尤其是基層人民,因此預警必須伴以及時的社會行動。


2022年3月22日 星期二

為甚麼香港和日本的春分不同日子


朋友告訴我日本春分今年定在3月21日,但是香港的春分是3月20日,他問為甚麼有一天的差別?

天文學上,「春分」指太陽從天球南半球跨過天球赤道進入北半球的一刻,對地球上任何一個地方來說,這一刻出現在本地時間哪一天,那天就是立春日。

今年「春分」出現在香港時間3月20日晚上11時33分,因此香港的立春日是3月20日,但是這時日本己經是3月21日上午0時33分,因此日本定春分日在3月21日。

香港天文台計算廿四節氣的時刻表(藍圈標記春分)

雖然「春分」現象只有一個,但是在世界各地卻有兩個日子,沒有錯或對,只是大家位處不同經度,按本地時間推算出來的日子有異。

人世間的事也一樣,就算事實只有一個,從不同位置看,卻會見到不同的景象,得出不同的結論,


2022年3月20日 星期日

春分 - 活在盼望之中

 

今天(3月20日)是春分,雖然天陰,但是樂觀的人知道,雲層之上陽光依然燦爛,根據計算,我們還知道春分日太陽從正東方升起,黃昏時在正西方落下,日夜的長度均等,此後日漸長,夜漸短,春意漸濃,直至盛夏。

我們自小聽大人說「太陽從東方升起,從西方落下」,直到長大也少有去懷疑,不過像世上大部份的說語,只是大致正確而不是全對,太陽每天在天上劃過的軌跡,其實天天在變,真正從正東升起和從正西落下,每年只有兩天:春分和秋分。 


附圖展示太陽在天上的軌跡,由於地球自轉的關係,人站在地上,每天都都會見到天上的星體包括太陽在內,大致在東面升起,然後自東向西在天上移動,在西面落入地平線後就「失踪」不見了,直到次日再從東方升起,如果單看太陽,這就是日夜的簡單原理。

香港位於北緯22度至23度之間,眾星旋轉的軸線(即是指向北極星的方向,見註1),與地平線形成相同的角度,星體移動軌跡形成的圓形平面不是與地面垂直交叉,而是稍為傾斜的。

春分和秋分這兩天,太陽剛好位於地球赤道之上,全球各地都見到它從正東升地,往正西落下,於是日夜長度一樣,春分之後太陽北移,從附圖很容易看得出,由於幾何角度的關係,太陽留在地平線上的軌跡比在地平線下的部分長,所以白天的時間愈來愈長,中午時位置愈來愈接近頭頂,地面氣溫因此逐步上升,這是春天回暖的原因,秋分的情況剛好相反,太陽逐步往南移,陽的角度愈來愈低,秋涼氣氛因而漸濃。

地球圍繞太陽公轉,地球自轉的軸線傾斜,造成太陽每天大致從東方升起,往西方落下,以及每年在天上南來北往,決定了春分之後日長夜短,秋分之後日短夜長,這是大局所定,不能改變,明白這個道理,隆冬時我們就能抵受寒風刺骨,因為我們知道春分到來時,春暖繁花自會開,盛夏時也能承受酷熱煎熬,因為我們知道秋分到來時,自有涼風伴明月。

春分提醒大家:認識客觀大勢,不要沮喪,讓自己活在盼望之中。 

註1:北極星準確位置離開天球北極約半度,這裏只是粗略言之。

2022年3月2日 星期三

聯合國政府間氣候變化專門委員會發表重要報告:氣候變化與自然生態息息相關


香港目前陷入病毒疫症危機之中,但是我們不可因此忽視其他會為我們帶來更大危機的全球變化,2月28日,聯合國政府間氣候變化專門委員會(IPCC)發表了第二工作組撰寫的《氣候變化2022:影響、適應和脆弱性》報告。

 

《氣候變化2022:影響、適應和脆弱性》報告

報告指出,全球面對未來二十年全球升溫1.5攝氏度帶來的多重氣候災害,溫度甚至只是短暫超過這個水平,也會造成更厲害的衝擊,而且部份會是不可逆轉的。

今次報告的最大特色是突出自然生態的重要地位,政府間氣候變化專門委員會主席李會晟表示:“報告肯定了氣候、生物多樣性與人類之間的相互依存性,而且把自然科學、社會科學和經濟科學緊密結合。”

報告指出各種極端天氣現象已經超出動植物的忍耐極限,導致大量死亡,如樹木和珊瑚,同時令百萬計人口面對嚴重缺糧、缺水的處境。

報告讓讀者深入理解大自然緩減氣候風險和改善人民生活的潛力,第二工作組主席Pörtner稱:"健康的生態系統應對氣候變化更有韌性,又提供不可或缺的服務,包括食物和清潔水源,如果我們復原變差了的生態系統和有效及公平地保育三成至五成地球陸地、淡水和海洋的生態棲息地,人類將能夠得益於大自然吸收和儲存碳的容量,以及能夠加快邁向可持續發展,不過充份的財政和政治支持是必需的。" 

這個保育多達半個地球生態的提議,打破常規思維,有點不可思議,卻非常貼合拯球全球生物包括人類自己的緊迫需要,是我們必須做的事。

以前很少人知道氣候變化和自然保育原來是同一全球問題的兩個面向,今次的報告作出了有力的解釋,也提供大量材料幫助大家理解國家十四五計劃裏強調「生態文明」的基礎,聯繫到香港,則是北部都會區發展策略同時提出積極保育自然生態和配合零碳排放目標的原因,以及不宜再強行推進大嶼山東部人工鳥的理據。

《氣候變化2022:影響、適應和脆弱性》報告內容非常豐富,不可能全面介紹,有興趣者請前往 IPCC 第二工作組網頁下載相關報告細閱。

https://www.ipcc.ch/report/ar6/wg2/

2022年2月19日 星期六

再生能源比燃煤發電便宜,澳洲提早結束燃煤電廠


燃煤發電時代的結束來得比不少人想像中快,2月16日消息傳來:澳洲最大燃煤發電廠、位於新南威爾斯的Eraring,將於2025年關閉,比原定計劃提早七年,另外兩家澳洲能源公司較早時也宣布了提早關閉幾間燃煤發電廠(註1)。

有關能源公司稱提早關閉的原因是:「現實情況是燃煤發電站的運作成本,面臨來自清潔和低成本發電(包括太陽能、風能和電池)越來越大和不可持續的壓力」,簡單說就是清潔能源變得比煤電便宜,澳洲可再生能源發電的比例已經超過30%,而且預測於2030年最少達到69%。

全球可再生能源發電比例近年上升,與太陽能和風能發電成本大幅下降有關,根據IRENA資料(註2),2010至2020十年間,光伏太陽能成本下降85%,陸上風能下降56%,海上風能下降48%,2020以來,全球可再生能源發電機容量增加644GW,各個項目的預計成本比相應年度最便宜的化石燃料發電技術都低,因此可再生能能源發電取代煤和天然氣已是大勢所趨,是現實而非未來的事。

可再生能源發電成本(來源:IRENA)

香港至今仍然有人堅稱可再生能源發電會提高電費,不相信香港可以為了減少排放二氧化碳排放而停止化石燃料發電,請他們從澳洲案例認清事實,可再生能源降價迅速,香港向可再生能源發電的轉移,除了有助遏止氣候變化和保護人類,還是乘搭新科技的順風車,提供可負擔電力給香港社會,有關當局請不用再遲疑了。 

註1    The Guardian, 16 February 2022
註2    IRENA: Renewable Power Generatin Costs in 2020

2022年2月5日 星期六

寒天低碳取暖:暖水袋和電床墊


這幾天天氣寒冷,大家都想方法保暖,尤其是晚上睡覺,有些人家裏開暖風機或充油式暖爐,有些人以冷暖兩用空調製暖氣,用電都不少,會造成大量二氧化碳排放,會令氣候變化加劇,但是有沒有低碳排放的替代方案呢?

以前曾經在傳媒介紹過傳統的辦法:放暖水袋在被窩裏,有人覺得古老,也有人覺得煲水很麻煩,為此我研究了市面有售的「電床墊」,英文 electric underblanket,用時放在墊褥之上、床單之下,電力製暖,睡前先開幾分鐘把被窩加暖,上床後電床墊隔着床單暖着背後,避開鑽入冰凍被窩的感覺,身體覺得溫暖時,就可以關掉,安然入睡。

以下比較各種製暖方法的用電量,以資料決定怎樣寒天低碳保暖。

暖水袋容量以一公升計,由攝氏20度加熱到100度需要80,000卡路里,相當於336千焦耳,電水煲的發熱效率約80%,所需電能是420千焦耳,等於約0.12kWh, kWh 即是口語的「一度電」,電費(九龍)現時一度約1.2元,煲水裝入熱水袋電費成本約0.14元,由於熱水袋價錢不高,這是基層市民負擔得起的選項。

60W的電床墊

我家的舊電床墊功率60W,一小時用電0.06kWh,即約216千焦耳,如果上床前後用一小時,起床前用一小時,則每晚用電0.12kWh,電費0.14元,剛好與暖水袋打個平手,據了解新一代電床墊功率可低至20W以下,用電甚至比暖水袋還少,不過電床墊價錢相對高得多,對部份人來說頗貴。

讓我們看暖風機和充油式暖爐,功率通常2,000至3,000W,是電床墊的數十倍,而且因為必須把整個房間加熱才能令人感到暖意,需時甚長,不能說需要溫暖時才開,大部份人不知不覺間就會讓暖風機或暖爐整晚開着,一夜8小時用電達20kWh之譜,電費二十多元,是暖水袋和電床墊160倍以上!

至於以冷暖兩用空調製熱,一匹空調理論上用電735W,網上資料稱製熱比製冷用電多,當1000W計算,開一小時用電1kWh,一夜8小時用電8kWh,比暖風機和充油式暖爐少,但依然達暖水袋和電床墊60倍以上。

根據以上數字,減碳取暖,以暖水袋和電床墊為首選,以價錢計則暖水袋肯定優勝得多,其他選項既花錢又耗電,而且製造大量二氧化碳,就應該可免則免了。