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2008-12-14 14:55:07| 人氣3,938| 回應13 | 上一篇 | 下一篇

Ekman Spiral -艾克曼 螺旋 和 地科教育

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100年前,由挪威科學家南森領軍的探險隊,展開一段名為"Fram expedition"的探險
,目的是要前往北極,就是要站到北緯90度的地方。沒有錯,這是人類吃飽太閒要向大自然挑戰的壯舉,不過這個可以留給地裡節目去緬懷,我想要講的是艾克曼的發現。

對於南森的旅程,我記得大四時有讀到一本書中提到,他們是從美國5大湖進去,殺到加拿大的西北地方,然後再一路進入北極,所以沿途會有很多冰,廢話。南森注意到,風很大,但是浮冰的漂流方向並不是和風向一致,這就神了,風往北邊吹,為什麼水面上的浮冰不是往北邊跑呢? 南森把這個問題留給當時還在念博士的艾克曼。



艾克曼很優秀,他的研究終於為這個現象得到解答。原來是地球的自轉,會賦予運動中的物體一個假想力,假想力的意思是,這個力其實不存在,是相對的。如果你人長得跟台灣一樣大,今天你如果在地球上從日本往台灣跑,直線的路程跑完,你會發現你所處的位置可能在安徽或湖南。或者,你從摩洛哥往北跑向英國,你會發現你最後的位置可能在德國。為什麼,因為地球在自轉。這是很神的東西,在此留給各位去自修,所以,艾克曼的結論就是,因為地球自轉,在北半球上,運動中的物體會逐漸偏右;而南半球上運動中的物體會逐漸偏左。

由於海洋上層的海流主要是由風所造成,因此被風驅動的海水會逐漸轉向,海水在動的同時,也會帶動下一層的海水運動,然後一層帶動一層,由表面一路到風影響不了的深度,海水的流向形成螺旋狀的分布。這東西就以艾克曼為名,稱為艾克曼螺旋,若以整層的水來看,這一大坨的水會往風的右手邊(90度)跑,這也叫艾克曼傳輸。

艾克曼的成果解釋了現在地球上海洋上層的海流分布情形,以及海岸附近,海流和風的關係。影響之後的海洋學很大。總而言之,艾克曼讓我們知道,地球、風、海流,這三個之間有著奇妙的關係。

為什麼我會寫這個,最近在幫忙寫一個做功德的東西,但是老師卻不太喜歡在教材中加入這一段。他的理由是,艾克曼的東西很難,他去演講時,底下的高中老師都希望不要講,包括建中的老師。這太難了,不適合高中生,當然包括國中生,甚至是小學生。

我很訝異。建中耶. 建中的小朋友不是什麼都會嗎.

地球的風怎麼吹,我記得高一的地理課有一張理想風場分布圖,老師只花了不到5分鐘就跳過,結論是背起來。我在計算紙的背後畫了好幾張,終於把它背起來。沒想到,這種東西竟然會跟了我快十年,不知不覺已經當成常識,想到那時時間都花在背中華人民共和國的國內地理,天啊。

在我們要感興趣的年紀,海洋是甚麼? 是DISCOVERY中有著很大很奇怪的魚的地方,地科老師要我們去背一條叫做斜溫層的線,其它是在硬記一堆石頭中度過,還有摩式硬度表。把時間去計算很多重覆性的題目,海洋....占了地球71%, 我們的教育,提及的可能不到7.1%.


我們可以要小朋友去理解亞佛加厥定律,去理解波爾的氫原子模型,用利美佛定裡去解三角函數的問題,卻對艾克曼螺旋視之如鬼神,很奇怪啊。那些老師怎麼會不想懂這個自然現象?還是我們是以一個碩士的觀點在看問題?

學長說,那些老師大部分是大氣和地質的背景,不太能接受這種東西,不能強人所難。我們的國情,其實也不是那麼偏海洋,雖然政客都催眠我們是海洋國家。

艾克曼的東西很美,就是單純的風與水。  對我來說,這跟牛頓那三大定律一樣美,就是一個現象罷了。


我知道我仍沒有辦法將這些東西用淺顯的話語讓外行人理解,我一直在學習。當我們有能力改變的時候,是不是要堅持一下?

為什麼國高中沒人告訴我艾克曼的故事? 而得等到10年後....

或許,背一堆似乎沒用的東西,蒙蔽了所有人,包括我自己,忽略去體會大自然想告訴我們的真理。





謝謝艾克曼。

台長: YING CHIH FANG

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MNTNX
最近要上檔一部電影
叫做『當地球停止轉動』
也好,這樣一來科氏力根本是個屁
那些老師就可以名正言順地不去講Ekman了
2008-12-15 10:33:28
MNTNX
附帶一提
Ekman比你帥多了
哈哈哈哈
2008-12-15 10:35:18
cloudo
我來吐槽一下
當地球停止轉動
那還要海洋學家嗎
河海工程學家就夠了呀

如果沒有柯氏力
我們流體力學 算得贏河海工的嗎???

所以 我感謝老天爺
讓地球轉動 讓我有飯吃
歐耶!!!!
2008-12-16 11:09:42
cloudo
”學長說,那些老師大部分是大氣和地質的背景,不太能接受這種東西,不能強人所難。我們的國情,其實也不是那麼偏海洋,雖然政客都催眠我們是海洋國家。”

可以推論一下
為什們剛好這兩門學門
剛好台大都有大學部??

有些事
今天不去做 不去改變
十年之後 依然會像現在一樣後悔
2008-12-16 11:14:08
light
因為所有當地科老師的 幾乎都是濕大出去的
濕大出去的 走地質的很少
走天文大氣的多
可是 科氏力在大氣也會出現不是嗎?
濕大地科培育出來的老師
很少會是地科都懂
2008-12-19 10:17:32
台長 按
我不知道。有很多東西我才知道是地理的人在講的。所謂的涼流,根本只是名詞上的誤用。我卻深植在心中好幾年。涼流、暖流,英文上全都叫current。什麼叫暖流,什麼叫涼流,我要謝謝我的地科老師。因為這幾個觀念,我寫了好幾篇的沒用文章,遇到一個好老師真的很重要。
2008-12-19 20:57:26
cloudo
我就是師大地科的
你要我說啥

這種東西不能怪師大地科
而是怪台清交成沒有海洋系所的大學部
好的人才都不會進來海洋界

而好的人才可以進入大氣界 地質界
因為台大 有這個系!!!
2008-12-20 20:29:40
futai
我是師大地科第一屆的
剛好在找艾克曼運動的資料所以到了這個部落格

關於您的宏論,也不是不對啦!
只是各行各業都有看來很重要的東西看來實在很優美的東西
但是我們每一種都要教給學生嗎?
其實要教甚麼還是看老師自己的取捨
有些老師他可以把艾克曼螺旋講得精采有趣
透過這個題材可以讓學生體會海水的運動原來這麼不一樣
那就讓他加到教材中去
重點應該是透過哪一個題材可以讓學生進行思考促進推理,而非題材本身

有感而發

也謝謝您對艾克曼運動作這麼詳細的說明讓我的教學有新的想法
2009-02-14 15:00:36
台長 按
之所以會有類似的想法,導因於我考進了從小到大所有人都認為這出來是沒有三小路用的系,包括我自己。直到接觸並深入並搞出自己的第一篇東西才知道我面對的東西是整片大海,而非那僅僅300分的聯考總分。所以我不喜歡,憑什麼老師們不重視,憑什麼那些老師告訴我念地科系要幹嘛?分數的比尺寫在那裡,倒覺得過去的地科教育幾乎沒用,6年只死記了完全用不到的摩氏硬度表,因為聯考會考。為了做功德,自己翻資料,再讀一些書,整理艾克曼現象時,體悟了這樣一點,過去都是屁,地科教育到底給了我什麼,一點都沒有,只知道要去背很多石頭。到底要教什麼給學生,我想我當初的老師們也不知道,甚至連教育部長也不知道,分數的比尺擺在那裡,還是不要知道太多比較好,我想大人們是這樣想的。
2009-02-14 23:18:21
台長 按
如果我對海洋現象有任何想法,也會不時po出來,其實我會寫出來的最大目的是備忘,若能對學長您的教學有所助益,那對我將是與有榮焉的一件事,感謝您寶貴的意見。
2009-02-14 23:22:10
ruolan
原本不期待可以找到中文這部份相關資料,所以一向就直接找國外網站的資料,直到今日才逛到這裡。

我也是"濕"大地科畢業的^^,目前在高中任教。
我也剛好是您的學長所說,研究所是唸大氣的....

現在高一的地科課程要教的東西很多,所以沒有機會提到Ekman Spiral是很自然的,但是我在高二的選修地科課上都會提到Ekman Spiral。因為誠如站長所言,我覺得這個對於解釋風與海水質量輸送的關係,是很重要的。學生在上過這裡後,都覺得大開眼界,所以即便教科書上沒有,我還是會教。

至於學生要接受這個觀念的確需要較長的時間,我們大約花了超過半個小時討論這件事。而我們學校的學生平均理解速度應該已經算比較快的了。所以這個部份難怪有些老師會略過。

不過仍是要謝謝您把這個故事寫成中文,我會推薦學生來閱讀的。

台灣四面環海,我們卻對海洋出乎意料的陌生。(很慚愧,這包括我自己在內。)希望我們下一代可以參與更多海上活動,更多的親近海洋,也許會對各種海洋的現象更加好奇,也願意多多保護它。
2010-06-19 20:30:21
jeffery
我是台大工科海洋系的學生
很榮幸看到你這篇文章
我和你一樣深覺台灣的海洋教育實在缺乏
我也是大三之後修了物理海洋學才知道Ekman Spiral這東西

但個人覺得海洋這塊領域是有潛力的
希望台灣這塊海洋國家真的可以好好發展我們的優勢!
2010-10-27 00:46:53
威爾剛
感謝分享!

http://www.yyj.tw/
2019-12-25 17:20:04
是 (若未登入"個人新聞台帳號"則看不到回覆唷!)
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