「清明時節雨紛紛」

──地球科學教育的本土化

地球科學內容博雜，舉凡和地球有關的天文、氣象、地質及海洋等自然現象均屬之。自人類微觀角度看地球，地球上的各個地區自然環境均不盡相同。這種地理位置的差異，乃造成了各地不同的天氣、氣候、岩石、地層與地形；後者遂組成了多采多姿的地球科學不可或缺的部分。所以地球科學除了有一般性的原理做基礎外，同時在地表的分布上也具有區域性的差異。

為了解地球科學這種雙重特徵，茲以今年的清明節天氣為例說明如下：

對國人而言，「清明時節雨紛紛」，似乎應該是常態天氣，但是今年本省卻是艷陽高照，好像與過去的經驗大不相同。若從區域特徵來看這個問題，則應該是「清明時期，雨紛紛的天氣出現在那些地方？」若從一般性原理來討論這個問題，則是「為什麼清明時節會有雨紛紛的天氣？」

國人從長期歷史中累積了非常豐富的天氣知識，根據歸納，發現在長江中下游地區（即江南地帶），每年清明節期間通常都是「雨紛紛」的天氣。在氣候學中，對這種在一特定地區和一特定時間之內，幾乎都會重複出現的特定天氣現象，我們稱之為氣候的奇異點（singularities）。目前氣候學者已分別在全球各地發現不少的氣候奇異點。在我國比較著名的有：長江中下游的「清明雨」和華北的「秋老虎」；在美國比較著名的有：印地安夏天（Indian summer，在秋季中期至末期之間）、新英格蘭地區的一月融雪（January thaw，一月二十日至二十三日）及亞利桑那州的夏季高壓跳躍（summer high jump，七月一日）。

為什麼長江中下游在清明節時期會出現「雨紛紛」的天氣？這是因為每年入春後，太陽在天頂的位置開始北移，因而北半球接受的太陽輻射逐漸增多，於是原來控制我國冬季氣候的大陸冷高壓漸漸減弱，使得盤踞於南方海面的暖溼氣團得以北上。在清明節前後，冷暖兩股空氣相會於南嶺山脈至長江之間。因為這兩股空氣勢均力敵，互相對峙，南北移動進退緩慢，造成了氣象學上所謂的準靜止鋒（quasistationary front）。在這個準靜止鋒兩側，常有南北方向的小波動，當冷空氣南下推進時，其上部的暖濕空氣就被迫抬升，造成溫度下降，於是水汽凝結降雨。在高空，環流氣流大致平直，是西風，有許多小槽小脊，因而使北方冷空氣分裂成一小股一小股的向南方吹，每一次冷空氣南下，就形成一次陰雨天氣。所以在清明時期，常常都是一陣陰雨接著一陣陰雨，原因即在此。

反觀本省北距江南地帶有七百多公里之遙，受到長江中下游清明準靜止鋒的影響較小，所以本省在清明時節是否也應該是「雨紛紛」的天氣，自然就值得懷疑了。

地球科學也與日常生活有密切關係，我們亦可以用一個梅雨例子來說明，並解答我國文學上的一個難題。

宋趙師秀作「約客」：

「黃梅時節家家雨，

青草池塘處處蛙。

約客不來過夜半，

閒敲棋子落燈花。」

宋曾紆作「三衢道中」：

「梅子黃時日日晴，

小溪汎盡卻山行。

綠陰不減來時路，

添得黃鸝四五聲。」

宋戴復古作「夏日」：

「乳鴨池塘水淺深，

熟梅天氣半晴陰。

東園載酒西園醉，

摘盡枇杷一樹金。」

上面三首詩的作者都是宋朝人，三首詩都是描寫黃梅時節的梅雨天氣。但是第一首是說「黃梅時節家家雨」，第二首卻說「梅子黃時日日晴」，到第三首又變成「熟梅天氣半晴陰」。三位作者有三種不同的描述，讀後實在令人費解，究竟誰是誰非呢？

其實梅雨現象有「多梅」（梅雨豐沛）、「少梅」（梅雨不顯著）和「空梅」（梅雨未現）之別。而且我國梅雨主要集中於二個地區：一是三峽以東的長江中下游和淮河流域；另一是本省中北部和華南五嶺一帶。我們稱前者為北梅雨帶，後者為南梅雨帶。此外，南北二帶的梅雨「入梅」（梅雨出現的時間）和「出梅」（梅雨消退的時間）亦有差別。因此，我們可以理解，由於詩人出生地點不同，其筆下的黃梅天氣也自有差別了。

以上僅是列舉本土的兩個實例，說明地球科學中的氣象問題。不獨氣象具有區域特徵，可從事本土題材研究，其他天文、地質和海洋等亦均有區域特性，可研究的本土題材也非常多。例如：火山、地震、山崩、海嘯、河川等等，不勝枚舉。

地球科學因為具有地理區域特徵，而且又可以用大自然做為教室和實驗室，所以應該是一門相當容易引起人興趣的科學。如果我們的教材編輯得當，能夠儘量多以周遭事物環境為對象，配合實地參觀、調查和講授，將地球科學知識溶入生活當中，則學生將不會視地球科學為與生活毫不相干的一堆刻板的死知識。

回顧我國高中地球科學教育，自民國六十一年修訂高級中學課程標準，首次將地球科學列入高三自然組必修課程以來，迄今業已十五個寒暑。地球科學教育的實施效果如何？無可諱言，目前高中的地球科學有名無實，形同虛設。形成原因繁多，在本次專輯相關文章中已有詳述，本文不再贅述。但是學生學習興趣低落則不容忽視。學生興趣缺乏，與教材和師資的不當有關。教材未能配合本地環境，授課師資非本科訓練，以致教法未能深入現實生活，均使得我國的地球科學教育太過僵化，流於形式。

為使地球科學教育落實本土且生根，今後的地球科學教育實在不應該像過去一樣；任由彼此不相關連的天文、氣象、地質和海洋四個獨立的學科拼湊而成。地球科學應該是科際整合的科學，在「動態的地球」（dynamic earth）概念上，將各相關科學中最新且最重要的基本知識和觀念融合，使之形成一個完整的知識體系。地科教材的內容宜多採用本土題材，由近而遠，由實際而抽象；教學方法則宜由相關本科系畢業的教師經由生活的引導，而引發學生的興趣。唯有如此，我國的地球科學教育才得以紮根落實。

姜善鑫任教於台灣大學地理系，本刊編輯委員

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