1986年8月，因為博士論文研究的需要，我第一次越過赤道，來到南半球，使用智利高原上的望遠鏡觀測南天星空的類星體。

這段航程又遠又久，我先從美國洛杉磯往東飛到邁阿密，再從邁阿密往南跨越赤道，飛到阿根廷的首都布宜諾斯艾利斯，再從布宜諾斯艾利斯往西飛越安地斯山，到達智利首都聖地牙哥，然後再轉小飛機往北飛往天文台所在地的拉塞瑞納（La Serena），東南西北都飛齊了，才能到達托洛洛山泛美天文台（Cerro Tololo Interamerican Observatory, CTIO）的總部。

這段旅途中，我最期待的就是從邁阿密跨越赤道飛往布宜諾斯艾利斯的這段航程，半夜從邁阿密起飛，飛了將近九個小時，早上8點多飛機落地，我一下機就衝往廁所，您千萬不要誤會，不是我在飛機上忘了去，而是要進行一場在北半球做不了的實驗。接下來的半個多小時，進出廁所的旅客都會看到一個亞洲年輕人靠著洗手台，低頭專注地看著臉盆，然後不斷儲水、放水、儲水、放水，一直玩到智利航空呼叫登機，才心滿意足地離去。

您或許已經猜出來了，我是在觀察水流漩渦的方向。北半球低壓區（大致從熱帶到亞熱帶）的氣旋是逆時針轉動的，南半球低壓區的氣旋是順時針轉動，這是因為地球在赤道上轉速最快，到了南北極速度為零，所以從赤道往南或往北前進，會發現緯度越高，轉速越慢，也因此北半球的熱帶氣旋在形成時，南邊接近赤道的氣體速度快，北邊的氣體速度慢，自然轉成了逆時針的氣旋，反之亦然，南半球的熱帶氣旋會感受到接近赤道的氣體移動得快，南邊較慢，自然轉成了順時針的漩渦。

這個因為速度差而造成的轉動現象，好像是由一個看不見的「力」導引的，這個「地轉偏向力」就是我們在物理上熟知的「科氏力」（Coriolis force），是在1835年由法國物理學家科里奧利（Gaspard-Gustave Coriolis）提出的，為的是描述「旋轉體系」的運動。

他提出可以在運動方程式中引入一個「假想力」，就可以像處理「慣性體系」的現象一樣簡單地處理「旋轉體系」中的現象。由於我們生活的地球本身就是一個巨大的旋轉體系，許多大尺度的自然現象都看得到「科氏力」的影響，因此在科里奧利提出了這個觀念之後，「科氏力」很快就在流體運動的領域中佔有了重要地位。

不過回到臉盆放水的實驗上，有些研究大氣科學的同事認為「科氏力」不應該會出現在這麼小的尺度上，但我印象中離開廁所時是心滿意足的，所以當時應該看到了不少「順時針」漩渦。後來在網路上看到觀光客在厄瓜多（Republica del Ecuador，直譯就是「赤道共和國」）的一個小村落中拍攝的影片，赤道剛好通過這個村落。畫面中有兩個設置在黃土地上高一公尺多的臉盆，彼此隔著赤道距離約50公尺，一個小孩先在這一端的臉盆加水，然後拔掉塞子看水流的漩渦，再跑到另一個臉盆旁邊，也是加水再放水，觀光客就跟著跑，追著拍攝兩個臉盆中水流的漩渦方向，兩個漩渦的方向竟然真的是相反的！

我感覺這個影片比我自己做的實驗還要誇張，不單是「科氏力」顯然可以出現在臉盆這樣的小尺度上，即使才隔著幾十公尺，只要跨越赤道，「科氏力」就明確地創造了兩個不同轉向的漩渦，這才叫做難以置信。網路影片的真假我無從確認，但這顯然是一個未來能實地測試的簡單過程。

更有趣的，是「科氏力」不只是單純觀察，還可以親身體驗！我在「2009全球天文年」的「仰觀蒼穹四百年」特展中，打造了一個「科氏力大轉盤」，參觀的遊客玩得不亦樂乎。等我到了國立自然科學博物館，就在2017年揭幕的台達「物理世界」展覽中，設計了一個五米直徑的「科氏力大型咖啡杯」，參加體驗的遊客在大型轉台上旋轉，而在這個過程中，人們會看到從對面丟過來的球，竟然會在空中神奇地轉彎，砸到旁邊正幸災樂禍旁觀的同學頭上。好像有一個「力」，能讓空中飛行的球轉彎！

其實這個過程中並沒有任何「力」，只因為觀察者自己在轉，觀察的角度不斷改變，就會覺得是球的飛行路線在改變，這個體驗清楚說明了「假想力」的本質和效果。（如果您有興趣，請到科博館科學中心四樓，由台達電子文教基金會捐贈的「物理世界」親身體驗，相信我，您會收穫滿滿的！）

當我訪問舊金山的探索館（Exploratorium）時，看到了另一個令人驚歎的展示，在巨大的電視牆上，工作人員投上去美國航太總署（NASA）對地表的長時間衛星影像圖，其中箭頭是海面上的風速和風向，顏色則是海水的溫度，在2011年的8月中下旬，我看到有好幾個在北大西洋上形成的颶風，從東往西襲擊了美國的東南部。原先只是一些細小箭頭，但隨著時間發展，有些地方箭頭越來越密集，移動速度也越來越快，很快就形成了一個初期的逆時針氣旋（上圖中央上方），當這個氣旋在大洋上移動時，我驚訝地看到，它經過的海面瞬間從紅色（高溫）轉為黃色（中溫），清楚地說明颶風（颱風）一路走一路長大，能量就是來自海面的高溫！


▲ 美國舊金山探索館的電視牆顯示了2011年在北大西洋海面上的風速與海水溫度，深藍色是陸地，左上方是弗羅里達半島，中央左方從西到東是古巴、海地、多明尼加，和波多黎各。畫面上可看到一個氣旋在中央上方成形，正往左上方移動。比較上下圖，明顯可見氣旋在移動的過程中使得海水的表面溫度瞬間下降（紅色為高溫，黃色為中溫）。颶風在行經的路徑上，留下了一條長長的黃色印痕，清楚說明颶風吸取了海洋表面高溫所蘊涵的能量。（圖源：孫維新）

這期《科學人》雜誌討論了颱風和龍捲風，對在台灣的我們而言，颱風是「災難」，也是「資源」。有一回我問了我的同屆同學，氣象界的「網紅」鄭明典局長，颱風帶來的水資源對台灣有多重要？他說對北部而言，大約是45~50%的淡水資源，對南部而言，更可能到60~65%，我對這個數字的記憶可能不是很精確，但颱風帶來的降雨卻是台灣不可或缺的水資源，所以我比較傾向稱颱風為「自然現象」，而非單純「災難」。但在人為的全球暖化下，海水表面溫度升高，颱風的威力增強，期待「資源」送上門的同時，卻也要擔心「災難」的威脅日增，這不又是一個人類給自己帶來的困擾？