曬鹽的季節 —從曬衣服談起

更新於 發佈於 閱讀時間約 4 分鐘
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在北臺灣生活的人多少有衣服曬不乾的困擾,尤其有些北漂的年輕人,不免懷念衣服曬過膨鬆帶著太陽香氣的感覺。

這些困擾,便成了除濕機、烘衣機,或街邊林立的自助洗衣連鎖的商機所在。

衣服曬乾的核心是蒸發,水分子有足夠動能突破分子鍵,從衣物纖維中轉為氣態,而後逸散到空氣中。這個過程受到熱能、空氣環境及衣物材質的影響。

希望衣服曬得又快又好,衣服本身脫水過、材質吸水性差釋放水分能力好、衣服展開接觸空氣面積大等都有影響,需要讓水分能快速蒸發,才讓人有幸福的感覺。


蒸發量可用科學公式Penman方程式加以評估,這是1948年英國科學家Howard Penman首次提出,目的在準確預測水面的蒸發量。公式結合了能量平衡和空氣動力兩種原理。

回到晾衣服的例子,衣服要乾得快,需要什麼條件?

首先,要有足夠的「能量」:主要是太陽提供的熱能,將液態水轉化為水蒸氣。這就是能量平衡的概念。潘曼方程式的第一部分,就考慮了到達地表的淨輻射能量(扣除反射和地面儲存的部分),這是蒸發可用的「燃料」。

其次,衣服周圍的空氣必須能夠帶走蒸發出來的水蒸氣,否則空氣飽和了,蒸發就會停止。風即扮演了這個搬運角色,將潮濕空氣吹走,換上乾燥空氣,使蒸發的過程得以持續。這就是空氣動力的原理。潘曼方程式的第二部分,就納入了風速和空氣的「乾燥程度」(專業上稱為水蒸氣壓差)這兩個因素,它們決定了水蒸氣從表面被「帶走」的效率。

綜合兩個獨立的過程,就能計算出在特定氣象條件下,環境(氣象條件)能「驅動」多少水分蒸發。

要計算潘曼方程式,需要幾項基本的氣象數據,包括:

  • 太陽輻射(或日照時數):提供蒸發所需的能量。
  • 氣溫:影響水的飽和蒸氣壓和能量轉換。
  • 空氣濕度:決定空氣還能容納多少水蒸氣。
  • 風速:影響水蒸氣被帶走的效率。

簡而言之,,日照長、溫度高、相對濕度低加上風的吹拂,會有較高的蒸發量。

曬鹽和衣服晾乾道理一般,都是水分蒸發過程,蒸發量的高低,也是天日曬鹽能否成功的關鍵之一。且除了蒸發之外,也不能再有額外的水分補充。

因此,在鹽業角度,會以『淨蒸發量』加以衡量,指的是在一段時間內,從鹽田表面蒸發掉的水量減去同期降雨等補充到鹽田中的水量後的淨差值。淨蒸發率可以是正值(表示水分淨流失),也可以是負值(表示水分淨增加)。

當前世界幾個產量最大的鹽場,如墨西哥ESSA 的鹽場、西澳洲Dampier、Shark Bay 鹽場、印度古吉拉特邦鹽場,淨蒸發量多在1500mm以上,甚至高達3000mm。

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臺灣雖然地處副熱帶高壓帶,但受海洋調節,包括帶水氣的西南季風及夏秋颱風路徑,即使是傳統鹽場建立的嘉南濱海地區,年雨量約1700mm,淨蒸發量約300mm。與年雨量稀少、氣候乾燥多位於熱帶沙漠氣候的主要鹽場相較,雨下得太多,缺乏長而顯著的乾季,都明顯不具有優勢。

然而即使淨蒸發量為負值或偏低,也不等於無法建立鹽場,只要有一定蒸發量及相對明顯的乾季等條件,配合社會經濟因素,還是有機會。

臺灣就是最好的例子,三百餘年鹽業的發展,透過經驗的累積,不斷實驗及改良生產技術,包括鹽田的格式、工作的型態,曾經創下年收70萬噸以上產量,單位產量曾被國際鹽業專家認為效率驚人。

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然而高產量的背後,憑藉的是集約式的生產模式,靠小格鹽田結構、大量的勞動投入支撐;因此產量雖高,品質與成本卻一直是隱患,終於在1980年代展開機械化鹽灘的改造,這點容後再進一步探討。總之,當鹽品市場無法靠政策保護,當土地有其他更有效益的用途,轉型之勢也難以抵擋。

但假若在某平行宇宙,臺灣仍維持大範圍的曬鹽,新科技能帶給鹽業什麼輔助。

例如傳統鹽田往往依賴經驗累積,例如蒸發池與結晶池的面積比例、鹵水流程順序和池深等。Penman方程式及相關模型可用於評估不同設計參數對蒸發效率和產鹽量的影響,從而優化鹽田布局。

另外,即時監測蒸發率對鹽田管理大有助益。物聯網(IoT)技術的興起,使得佈建無線感測網路來自動量測鹽田環境成為可能。透過智慧鹽田監控系統:它們通常包含分散在田間的感測節點(測量氣溫、濕度、風速、太陽輻射以及鹵水濃度等),將資料上傳雲端,並利用Penman公式或改良算法計算蒸發量,使鹽田管理更即時更優化。


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鹽之有物
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