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| (海生館版權所有) |
“一兩個數據，可以讓我們知道當下的情況，而長期的連續數據，則可以讓我們歸納出現象。在這大數據時代，靠著海量的棋譜，可以讓AI機器人AlphaGo戰勝棋王，而大數據在海洋領域，其實已不是陌生名詞，長年累積的水質數據，是怎麼被解讀的？又怎麼運用在海洋研究上呢？”
文/陳君夷
十年前的某天傍晚，海生館海洋環境化學研究室的孟培傑博士【註1】接到一通來自前場生物照護部門的電話，他們要跟孟博士借DO meter【註2】，當下孟博士的直覺告訴他情況有異，他詢問照護部門人員發生了什麼事？為何需要借DO meter？部門人員支吾地說：「沒事，就量量水質」，詢問不出確切結果的情況下，孟博士心裡閃過一絲擔憂，他即刻派助理前往前場測量，並特地交代助理，不管測出來的結果如何，一定要馬上向他回報。
沒多久，助理回傳測量數值，孟博士一看從座位上跳起來，不得了了！大洋池的溶氧飽和度只剩下不到40%，處於一個極度缺氧的狀態，不馬上處理就要倒缸了！孟博士即刻奔往大洋池，才知道大洋池入水的管子爆掉了，整個池子處於一個停滯的狀態，要知道一般小缸停滯還沒什麼事，缸體水量近4500噸、擁有最多生物、對氧氣需求量大的大洋池一旦停滯，情況就非同小可！
孟博士表示，照他建立的程式模擬當時情況，若再晚兩個小時處理，大洋池絕對倒缸，絕對成為當日頭條新聞！在那當下，他立即讓前場人員採取增氧措施，大量換水、打氣幕、丟許多氣瓶下去，用盡各種方法增加大洋池池水的溶氧量，然後每半小時向他回報一次數據。
同時他也立刻回到電腦前，在他建好的程式裡輸入數據運算，得到結果是，若依照當時緊急應變增氧的步驟，到隔天早上，整個大洋池的氧氣便會回復正常。經過一夜的搶救，隔天大洋池果然如孟博士程式分析的結果，溶氧值回到正常水平，整缸的生物安穩度過危機。
那一次的經驗，雖讓海生館在緊急狀況應變上更加熟稔，但在孟博士心裡，他知道若為長遠考量，要避免這樣的狀況，只有建立「即時連續監測」一途了。
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| 位於海生館後場的海水監測器與養殖池(陳君夷/攝) |
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| 養殖池旁的連續監測儀器 屋頂狀的格狀鐵片為太陽能板 偵測儀器沒入旁邊正方形的原水供應池中 (陳君夷/攝) |
海水水質被歸類在海洋化學中，海洋肚量極大，她的廣大無垠，吸納了全世界釋出的任何物質，好的不好的它都吃進去，另外，像是海底火山噴發出的物質也會影響海水成分的變化，加上其他種種因素，自然界的海水成分是極其複雜的；而以水體是封閉的水族館來說，影響缸體海水成分的原因相對單純，只是水族館內每種海洋生物適合的水質條件不盡相同，為確保每個展缸都能給該缸生物生活在最好的水質條件，監測水質便成了海生館一個重要的工作項目。
海生館展缸的海水都取自車城外海，附近鄰近保力溪，保力溪挾帶恆春半島的廢水流入海中，因此海生館在引進海水後，會先在後場的儲水池中檢測處理，再導到館內需要海水的地方。平常監測展缸水質，最重要的有四大指標：溫度、鹽度、溶氧與pH值，這四項因子可能會立即發生變化而影響到生物健康，是每天一定要測量的，另外還有一項指標是營養鹽，但營養鹽對生物的立即性影響較低，屬於相對長期累積性的變化，因此兩週測量一次。
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| 拆開進行保養校正的連續水質監測儀器 每支電極量測的是不同的水質因子 (陳君夷/攝) |
以水質中重要指標之一的溫度來說，孟培傑博士分析了他監測墾丁南灣的水質數據以及氣象局多年的溫度數據後，發表了一篇論文，內容為溫度是如何影響南灣區域的珊瑚產卵？珊瑚是一種對環境敏感的生物，特別溫度對珊瑚影響最大，孟博士攤開長年的南灣溫度數據，標上該區域每年發生的事件，發現溫度或許是影響珊瑚產卵最關鍵的因素。
南灣的冬季平均溫度是22度，到了農曆三月媽祖生前後，溫度會上升至24、25度，當溫度上升到24、25度時，珊瑚就會大產卵，反之，若那年海水溫度延後上升，珊瑚大產卵的時間也會延後。
而連續溫度數據除了可以預測珊瑚大產卵的日子之外，它也澄清了一件事。1988年與2008年，南灣都發生大規模死魚的事件，有謠言說是有人下毒，但孟博士根據連續數據分析，排除了下毒的可能性，為什麼呢？因為數據顯示，只要海水溫度降到17度以下，南灣就會發生大規模死魚，發生死魚的那兩年冬天，均溫都低於17度；加上要毒死這麼大範圍的魚，需要下非常大的劑量，那樣的劑量，不只魚群，連人都難逃死劫，因此孟博士否決了毒魚一說。
這樣的事情，若沒有不間斷的連續數據，就無法推論出來。由此看來，一個長期且連續的數據紀錄，蘊含了許多的寶貴資訊，正確測量並記錄，再加以正確解讀，我們就可揭開更多環境的奧秘。因此長期的監測數據，對於保育海洋生態以及對海洋政策的貢獻，是有極大的正面價值的！
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| 即使有了連續水質監測系統 工作人員依然會每天到展缸進行水質採樣與記錄數值 藉以相互比對分析結果 (海生館版權所有) |
【註1】孟培傑博士：台大海洋所物理及化學組博士。現任東華大學海洋生物研究所所長、臺灣珊瑚礁學會理事長、國立海洋生物博物館研究員，專長為海洋環境分析化學，能以自寫的程式精準預測水體變化。
【註2】DO meter：溶氧計，測量水中含氧量的儀器。
【延伸閱讀】全球氣侯變遷預警機制－海域水質環境資料長期連續即時監測系統
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