[Decompression 101] 何謂 M-Value

X軸:環境壓力(深度)
Y軸:組織氣體壓力
綠虛線:吸入的惰性氣體(N2)壓力
橘虛線:環境壓力
橘-綠虛線:吸入的氧氣壓力
黃線:減壓極限(可忍受的超飽和極限,M-Value)

雖然有16個理論的組織腔室,但為了不讓畫面太亂,只挑出快(fast)中(mid)慢(slow)來比較。當 on-gasing 到超過綠虛線,之後再降低深度讓環境壓力降低,也就是往圖中的左邊移動,這時候就會逼近黃線,而做減壓停留時,因為深度不變,環境壓力也不變,此時因為超飽和,所以會開始 off-gasing,所以會往圖中的下方移動,從黃線逼近綠虛線,組織的半時越快則下降的越快。所以可以看出,可能潛水前半段是快組織先飽和,但是潛水的中後段換成中半時組織超飽和程度較高,而慢半時則可能得到很淺的深度才達到超飽和。這點也可以從組織熱圖(Tissue Heat-Map)看出。

以視覺化、互動式的方式來建構潛水計畫

利用 Subsurface 可以幫助我們以視覺化、互動式的方式來建構潛水計畫,並利用其警報功能和報表來看出細節,所以既能見樹又能見林。以下讓我們來試著練習建立簡單的潛水計畫:

Step 1 – 設定參數
氣源: 11.1升,200Bar,想下30m 25min,下潛過程預計耗費 2 min,最後的停留選 6m 而不選 3m
耗氣參數:
Bottom SAC 20 l/min
(可以自行計算或是參考無線發射器的數據)
Deco SAC 17 l/min
(停留的時候比較輕鬆,耗氣較少,一樣視個人情況來調整數值)
SAC factor 4.0
(假設發生需要共用氣源的緊急事件,要視你和潛伴的耗氣量來調整)
Problem solving time 4min
(假設遇到狀況需要解決所需的時間,視環境、經驗、任務和裝備複雜度而定)

Step 2 – 觀看報表
先把保守係數調低
-GF45/95
-可以直接上到 6m,而不會碰到 Ceiling
-但是氣量會不足

Step 3 – 觀看報表
預計要用 228Bar

解決方式:
-減少待在 30m 的時間
-可以調高保守係數,然後拉動 Waypoint 去 縮短 duration,或是手動輸入數據

Step 4 – 重新調整參數再觀看圖表
更改保守係數:GF 40/85 (變的更保守)
問題:
-上升到 9m 的時候就會碰到 Ceiling
-需要超過 200 Bar(洋紅線 -37bar)
解決方法:
-將滯底時間減少,
直到上升時不會碰到 Ceiling

Step 5 – 直到問題解決
-會發現,將待在 30m 的時間調到 20min
就可以在上升的過程當中不會碰到 Ceiling,然後就可以直接在 6m 做停留, 而不用先待在 9m
-耗氣量也因此減少,如果沒有發生意外狀況,所攜帶的氣量足夠回到水面

Step 6 – 觀看報表
問題:
-在上升過程中,氣量會不足以共用!
解決方式:
-改用更大的氣瓶,例如換成
-換更大容量的氣瓶
-多帶氣瓶(雙瓶或再加側掛小瓶等方式)
-再降低一點滯底時間

Step 7 – 迭代,直到滿意
-持續根據上述流程,調整可變動參數,直到潛水計畫合理
-報表中的 minimum gas 代表在最糟的情況下你會需要的氣量,來共用氣源回水面,在潛水過程中,要注意氣量有沒有維持在超過 minimum gas 的狀態

視覺化互動式潛水計畫模擬器的優點
透過建構與批判的過程來學習潛水計畫

建構:Subsurface 的介面能以視覺化互動式的方式建構計畫,會比直接看表格中的數字更直觀,又能全盤考量。

批判:利用程式輔助檢查可能會違反的規則和參數限制,從報表中可以知道哪些細節遺漏,且更能知道每種參數設定的意義。

如何連續地呈現整趟潛水的 16 個半時組織的壓力變化與關係?

如何連續地呈現整趟潛水的 16 個半時組織的壓力變化與關係?你在電腦錶裡雖然可以看到「當下瞬間」的長條圖,但卻無法看到整段潛水。其實,可以匯出到 Subsurface 再用「組織熱圖」(Tissue Heat-Map)來看。組織熱圖目的:總結潛水過程中,按照 Bühlmann 模型去看 16 個組織腔室的惰性氣體壓力變化以及相對關係。如何表示:藍色代表組織腔室的氣壓低所以正在吸氣,綠色到紅色代表組織內有過多的氣所以正在排氣。 排列順序:上到下為快到慢半時組織。簡單來說,就是顏色變化: 藍靛紫->黑=>綠黃橙紅組織熱圖方便我們比較不同若採用不同的參數,其「減壓效率」的差異。例如你想比較溶解模型 Bühlmann v.s. 氣泡模型的 VPM-B。當然,你也可以考慮用加總 Integral Super Saturation 的方式去計算。

如何用 Ceiling 理解潛水電腦錶的保守係數?

如何理解潛水電腦錶的保守係數?可以用不同 GF 值的 Ceiling 變化來看調整 GF 值會如何影響保守程度。我們以 Shearwater Teric 預設的三組 GF 值 35/75 & 40/85 & 45/95,可以發現保守程度調越低,上面綠色的 Ceiling 面積會變的比較小,另外也可以看出,調整 GF Low 跟 GF Hi 會如何影響 Deep stop 和最後一次減壓停留的時間長度。也就是 GF Low 調低則越早要開始做減壓停留,也就是 Deep stop 的概念。PS. 在subsurface 你可以選擇改 3 公尺的深度增幅來顯示「鋸齒」狀的 Ceiling

潛水各階段的組織熱圖變化與「安全停留」的意義

潛水各階段的組織熱圖變化與「安全停留」的意義滯底階段: 所有組織腔室尚未飽和 且正在吸氣減壓停留早期階段: 快組織過飽和但 慢組織可能還在吸氣淺水減壓停留階段: 介於中間的和慢組織 過飽和我們可以順便藉此討論「安全停留」的意義。就是你在接近水面的淺水域做5m安全停留時,通常介於中間的和慢組織 是過飽和的,但是快組織卻是可能on-gasing。所以如果安全停留停很久有沒有意義?沒有,因為快組織到最後反而會趨於飽和。如果不做安全停留會不會很危險?安全停留只是建議做不是強制做,如果做了會提高 safety margin才做,如果遇到緊急狀況做了會降低 safety margin 就可以不做。在休閒潛水有做沒做差別很可能只是 silence bubble的數量的多寡會不同。

要怎麼理解可以透過切換氣源(switch gas)吸更高濃度的高氧瓶來加速減壓停留 (縮短整體時間) ?

我們思考切換氣源的瞬間,三種數據的變化:Total gas pressure: 不變。因為深度不變,你從二級頭吸到的氣體的壓力等於環境壓力,深度不變環境壓力也就不變。Inert gas equilibrium pressure:變低。因為高氧就是低氮,氮比例變低隨之分壓也會下降。Tissue compartment pressures:不變。因為切換的瞬間,組織腔室的惰性氣體壓力還沒變。從組織熱圖可以看出,切換後顏色會變的比較黃比較紅,原因是降低了 Inert gas equilibrium pressure,「過飽和」程度也跟著提高。但這是好的嗎?其實只要控制的當,過飽和但卻沒有超過 GF 值(當然也就不會超過 M 值,因為 M值 = GF 100),就可以加速 off-gasing。所以當你上升到深度低於下一個減壓氣瓶的 MOD 時,就可以切換氣源去加速減壓停留的過程就是這個道理。

[10 Cool Facts] 海扁蟲

1.名稱與分類
扁蟲 Platyhelminthes 是來自希臘文 platy 扁 + helminth 蟲。大部分肉眼可見的常見海扁蟲屬於多岐腸目(Order Polycladida),有些種類可以游泳一小段距離。又可以細分成吸盤亞目和無吸盤亞目。

2.棲息環境
通常棲息在低潮線到 30 公尺之間的深度,因為有比較多的海鞘和雙殼類分布,也就是他們的主食。退潮時在潮間帶翻翻石頭,或許就可以找到海扁蟲,也常會發現多毛蟲和海蛞蝓。

3.攝食
海扁蟲是肉食性。有幾種無吸盤亞目的利用其扁平的身體,進入養殖的牡蠣或是硨磲貝的貝殼內並攝食。因為沒有肛門,所以消化後的殘渣也會再透過口部排出。吞食螺類時,包起螺殼的樣子會看起來像後鰓類。而潛水員常見的色彩斑斕的吸盤亞目,大部分是攝食海鞘。咽頭會伸出並插入海鞘體內,然後消化並吸收。因為咽頭的開口在腹面,因此潛水的時候比較難觀察海扁蟲如何攝食海鞘,你會以為海扁蟲只是趴在海鞘上休息。

4.神經系統
海扁蟲身上,有好幾條縱貫身長的「神經索(nerve cords)」,和頭部小小的「腦神經節(cerebral ganglion)」構成神經系統。

5.移動方式
海扁蟲會有 duo gland,也就是分泌黏液的腺體和解除黏液黏性的腺體,來幫助身體黏了地面又可以拔開。另外有些海扁蟲則也可以產生波動來短暫游泳。

6.排泄
海扁蟲怎麼調節滲透壓?過剩的水分,由細胞擴散至細胞間液而被排泄細胞所收集。這類細胞遍佈全身,稱為原腎管(protonephridia),由燄細胞(flame cell)所組成。而如果把焰細胞切開,裡面有纖毛擺動,以促使水液向管腔下流,最後排出體表。

7.繁殖與幼生
海扁蟲的身體外部構造簡單,在身體腹面有咽(pharynx),咽的後方有雄性或是雌性生殖孔,但沒有肛門!大部分渦蟲綱沒有自由營生的幼體階段,但是有些海扁蟲會有 Müller 幼生階段,在定居下來變態成為成體型態之前,可以利用布滿纖毛的泳足游泳。

8.防衛與毒性
海扁蟲體表為一層立方細胞之上皮組織(epidermis)。腹面的上皮組織有纖毛,海扁蟲賴以滑行。
粘液細胞(gland cell)能分泌一種粘液,以使爬行的沿途更光滑。
桿狀細胞(rhabdites)在環境不利時,能由表皮中逸去,具有粘性,可能有防衛身體的功能。

此外,扁蟲具有神經毒,可以去攻擊敵方體內的離子通道。

9.擬態
貝氏模擬是擬態成有毒的其他生物,但自己本身無毒性。而穆勒氏擬態則是擁有警戒色,且本身會打擊或是對掠食者有毒。
像圓翅燕魚(pinnate spadefish)會擬態成橘色邊緣的黑色扁蟲。
鰨的成魚是底棲在沙地,但是稚魚階段卻是浮游在水中,外型和行為都會模仿扁蟲,讓掠食者不敢吃,因此這種擬態我們稱為貝氏擬態。
扁櫛水母 Coeloplana astricola => 常在海星上發現,也長得像扁蟲!至於怎麼分辨是扁櫛水母還是扁蟲?
訣竅:
1.扁櫛水母有很長的觸手,會伸出和縮回,且觸手的長度可以是體長的好幾倍(遠遠看像是黏液牽絲,近看會發現其實是觸手)
2.扁櫛水母的移動速度慢扁蟲很多
3.扁蟲是兩側對稱,櫛水母是兩側輻射對稱

10.寄生
有些海扁蟲會棲息在陽隧足的生殖腺中,或是在螺的外套腔中。相反地,海扁蟲也可能成為被寄生的對象,例如橈足類。運氣好的話,會看到海扁蟲體內被埋進了白色卵團,因為卵團是成對出現,所以我們會知道那屬於是寄生性橈足類。

[10 Cool Facts] Manta

1.分類與外型
MYLIOBATIDAE 鱝(燕魟)科— 英文統稱 eagle rays,軟骨魚綱燕魟目鱝科,分三個亞科:-MYLIOBATINAE 亞科 – 英文稱 EAGLE RAYS-RHINOPTERINAE 亞科 – 英文稱 COWNOSE RAYS-MOBULINAE 亞科 – 英文稱 DEVIL RAYSManta 屬於 MOBULINAE 亞科,分成 Reef Manta 和 Giant Manta。體長最大可達 6.1 公尺,最重達1360 公斤。

2.遨遊在大洋
大部分板鰓類分布在比較淺的溫帶或特別是熱帶海域(南極沒有分布)。大多數生活在大陸棚和島棚以及斜坡:50% 棲息在 <200 公尺深,85% 棲息在 <2000 公尺深。僅有 5% 的物種是生活在大洋中,包括一些燕魟目例如 Manta;另外的 5% 棲息在淡水。

3.異溫?
有些大型、活動力旺盛、大洋性的魚類是「異溫動物」,也就是透過泳肌的活動、消化食物或是產熱器官等內在產生熱量,並利用逆流交換機制去讓泳肌、腸道、腦、或眼睛保持溫暖。異溫的代表性魚種包括鮪魚、劍旗魚、馬林魚、鯊魚(鼠鯊科、長尾鯊科),或許 Manta 也有這樣的生理機制。

4.鞭狀尾巴
大部分鯊魚是歪形尾,而很多魟魚是沒有尾鰭的(例如:刺魟、燕魟、Manta)並且用拍動或是波動的方式游泳。沒有鱗片的胸鰭。扁鯊(天使鯊)的對稱性則是相反,是尾鰭的下葉比較大。Manta 的尾巴並非歪形尾,而是細細長長的,且沒有突起的棘。

5.濾食性
我們知道鯊魚處於食物鏈的頂端,事實上所有的板鰓類都是肉食性,不管是捕食生肉還是尋找剛死亡不久的屍體不來吃,目前尚未發現有素食或是吃碎屑的鯊魚。而 Manta 和其他幾種濾食浮游動物的大型板鰓類(包括:姥鯊、巨口鯊、鯨鯊)算是比較特別的。

6.巡游進食
鯨鯊、姥鯊、Manta、鯡魚、鯷魚、鯖魚,可以張開嘴巴利用細緻的鰓耙當濾網來濾食浮游生物,過濾的動力來自不停的游動的同時張開大嘴,稱為巡游進食(ram feeding)。

7.膨魚鰓
Manta 細緻的鰓耙卻被以「膨魚鰓」的藥名當作中藥來販售,大部分被送到廣東進行加工後再販售到亞洲各地的中藥店。

8.擁有三對可以動的附肢
Manta 可以透過打開嘴巴兩側的頭鰭(cephalic horns)將小型甲殼類和魚類導流到嘴巴裡吃掉。頭鰭實際上是胸鰭的前端延伸,所以 Manta 是唯一具有三對有功能附肢的脊椎動物。

9.無胎盤胎生
有些胎生鯊魚,子宮壁在胚胎後期會長出許多皺褶或絨毛,以增加子宮壁的表面積,方便分泌「子宮乳」給胎兒飲用。
有一種燕魟(Gymnura),其子宮壁的絨毛很長,從胎兒眼後的呼吸孔伸入到胎兒的食道,直接把子宮乳分泌到胎兒消化管道裏。
Manta 是無胎盤的胎生,胎兒是直接攝取子宮乳而沒有依靠胎盤連接。

10.旅伴:鮣魚
鮣魚的第一背鰭特化成吸盤,可以產生 17 牛頓的吸力。鮣魚經常吸附在 Manta 的腹面,可能會幫忙清潔魚鰓,也可以撿食物的殘渣來吃。在墨西哥 Socorro 潛水遇到 Oceanic manta,即使二級頭吐出的氣泡打在 Manta 的肚皮上,鮣魚還是會牢牢地吸在 Manta 肚皮上不會離開。