答案是……

攀爬類植物是否會影響橋樑結構?
地表上的臭氧,可以填補大氣中的臭氧洞嗎?
為何貓薄荷會讓貓做出瘋狂舉動?

答案是……

攀爬類植物是否會影響橋樑結構?
地表上的臭氧,可以填補大氣中的臭氧洞嗎?
為何貓薄荷會讓貓做出瘋狂舉動?

台北的紀英豪問:攀爬類植物是否會影響橋樑結構?

台灣大學土木工程學系教授楊永斌回答:這一個問題跟「攀爬類植物對房屋建築有無影響」是很接近的,偶爾我們也會看到某些房屋的牆壁被許多蔓藤所覆蓋,這樣會不會影響房屋的安全呢?以下是幾個思考的方向。 在談到橋樑結構的安全之前,先要對橋樑結構的設計有一點概念。橋樑設計時,主要考慮「靜載重」、「活載重」和「地震載重」等幾種。

靜載重所考慮的情況有很多種,但是其中最基本的一種情況,就是橋面上塞滿車子,這是最容易發生的情況。在設計時,「塞車情況」的載重就是一種靜載重,再乘上一個大於1的安全係數,就成為設計的載重條件之一。
換句話說,一座設計良好的橋樑,實際的承載力遠比橋樑上擠滿車子的情況大很多,所以就算橋上塞滿車子,橋樑也不會產生裂紋,或者是有過大的變形,駕駛人不必擔心。以攀爬類植物的「重量」而言,應該比不上一部汽車的重量,因此攀爬類植物的重量,對橋樑承載力的影響是可以忽略的。


橋樑設計時還須考慮「活載重」的影響,也就是車子通過時產生的衝擊作用,這是車子在靜止時所沒有的效應。因為攀爬類植物是靜止不動的,所以沒有衝擊效應,不會增加橋樑的活載重。


相對於橋樑結構的尺度而言,攀爬類植物可以說是一種「微小」、「柔軟」,而且「局部」的結構,因此,儘管蔓藤也有它的韌性,但是對於增加橋樑結構的強度,其貢獻也非常有限,對於抵抗地震力的作用,應該也可以忽略。

比較麻煩的是,攀爬類植物的根鬚,會隨著混凝土的裂紋往內鑽,造成橋柱或者橋面板混凝土表層的破壞或剝落,使得內部的鋼筋暴露在外,而造成鋼筋的腐蝕,從材料的觀點來看,這會影響混凝土的強度,也會降低橋樑結構的承載力。但是這個問題並不是絕對的,要看攀爬類植物真正分佈的情況來做最後的判斷,不能一語斷定。


當然,如果攀爬類植物攀附的地方,剛好是鋼橋(而不是混凝土橋)的鋼板部份,那麼蔓藤難以穿透,腐蝕的問題也就不重要了。


從環境綠化的角度來看,有些時候攀爬類植物確實可以增加橋樑的美觀,讓一些古橋趣味盎然,符合綠建築的理念。然而,為了維持橋樑結構的壽命,我們在進行橋樑維護時,還是要注意防止讓攀爬類植物破壞到混凝土表面材料的完整性,才能兩全其美。



美國德州聖安東尼奧市的考克斯問:
地表上的臭氧,可以填補大氣中的臭氧洞嗎?


美國航太總署噴射推進實驗室的薩拉維區(Ross J. Salawitch)回答:大氣中,臭氧(O3)濃度的高低是相對的,在大氣最底部的對流層,臭氧濃度太高會造成危險,而在對流層上方的平流層,臭氧濃度太低也會造成危險,此外,地表的臭氧也不足以補充我們所稱的臭氧洞。而且,臭氧濃度主要由局部的化學反應來調節,對流層與平流層之間的溫度差就像是一個屏障,會阻止臭氧跨越到另一層、產生大規模的混合。


平流層臭氧能夠阻隔陽光中的有害紫外線輻射,不過,對流層的臭氧濃度升高,可能導致人類的健康問題、造成農作與森林損失。 大氣中的自然過程會不斷製造、消耗臭氧,在平流層,陽光的紫外線將氧分子(O2)分解成兩個氧原子,分解後的氧原子會和氧分子再結合,形成臭氧。


有些工業污染物可以抵達平流層,例如氟氯碳化物(CFC),因為它們在對流層不會發生化學反應。在平流層中,氟氯碳化物被分解成小分子,像是氧化氯(ClO),氧化氯會消耗臭氧,把臭氧變回氧分子。

平流層的臭氧濃度通常是400杜柏生單位(Dobson Unit,簡稱DU,這是臭氧濃度的標準單位)。每年春天,南極極度寒冷的氣候足以導致化學反應,產生高濃度的ClO,摧毀臭氧。在南極臭氧洞,臭氧濃度可以低到85DU。

對流層的臭氧濃度通常在25DU左右,但隨著各地的情況不同,臭氧濃度還是會有大幅的變化。對流層中,陽光的紫外線濃度非常低,因此天然的臭氧製造效率很低,而化石燃燒、生質燃燒等人類活動,會使一氧化碳、碳氫化物、氮氧化物的濃度升高,這些氣體都會參與製造對流層臭氧的一連串反應。


蒙特婁公約已經禁止製造氟氯碳化物,未來50~100年內,平流層臭氧應該可以恢復原狀。人類正在努力研究排放量管制策略,把對流層臭氧控制在不至危害健康的濃度,這些嘗試因為全球工業化而面臨更多挑戰,而且影響對流層臭氧的污染物不只來自當地的排放源,位於上風處的其他國家、甚至其他大陸的排放源也會影響遠處的臭氧濃度。(林筱雯 譯)



為何貓薄荷會讓貓做出瘋狂舉動?

在美國加州夫雷士諾市經營兩間動物醫院的資深獸醫特納(Ramona Turner)解答如下:
不論是小型的家貓還是大型的獅子,貓科動物對荊芥內酯(nepetalactone)都非常的敏感。這種化合物存在於貓薄荷的莖和葉裡面,基本上能夠產生類似貓科動物費洛蒙的作用。

貓薄荷中的荊芥內酯進入動物的鼻部組織後,據信會與蛋白質受器結合,刺激感覺神經元。這些神經元隨即開啟一連串反應,最後抵達杏仁體(amygdala,位於中腦的兩團神經叢,和情緒反應有關)及下視丘(hypothalamus,腦中的「指揮官腺體」,可調節包括飢餓與情緒在內的各種內在現象)。杏仁體整合資訊,透過神經元把訊息投射到腦部的行為反射區。下視丘經由腦下腺(pituitary gland)調節神經內分泌反應,而對人造費洛蒙產生性反應。


貓聞到貓薄荷的時候,會表現出幾種無法控制的行為,像是頭與身體在植物上摩擦,或者跳、翻滾、喊叫、流口水。上述反應大概持續10分鐘左右。約70~80%的貓對此種植物會有如此的自然反應,但不到幾個月大的小貓咪除外。(張亦葳 譯)


【欲閱讀更豐富內容,請參閱科學人2007年第67期9月號】



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