在山上迷路時，為什麼不能沿著溪谷往下走？
― 河川越往下游，切割山谷的力量越強
「只要沿著水流往下走，遲早會走到人煙聚落」。這個看似正確的想法，在日本的山區卻往往是致命的。因為水越往下游匯集，切割山谷的力量就越強，前方常有瀑布或斷崖等著你。反之，稜線卻是越往上走，路徑越會合而為一。了解地形形成的原理後，迷路時該往哪個方向前進，答案就會浮現出來。
秋天走在低海拔山區，忽然發現腳下的路跡消失了。看地圖也搞不清楚自己身在何處。
從下方稍遠處，傳來了水聲。「只要走到河邊，接下來只要沿著水流往下走就好。山腳下一定有路。」這麼想著，便忍不住想沿著斜坡往下走。
在登山的世界裡，這時候的基本原則不是往下走，而是「沿原路折返。若搞不清方向，就往稜線爬升」。明明下坡比較輕鬆，為什麼還要特地往上爬呢？
理由只有兩個，都跟地形的形成方式有關
水越往下游走，匯集的水量就越多，切割山谷的力量也越強。因此山谷會逐漸切割得更深，途中會出現瀑布或陡峭的斷崖。一旦下去了，要再爬回來也會變得困難。
稜線就像沿著樹枝往樹幹方向追溯一樣，越往上走越會匯合。最後很容易碰上登山步道或山頂，視野開闊，通訊訊號也較容易收到，也更容易被救援人員發現。
這兩個理由，其實是同一個機制的一體兩面。雨水長年累月侵蝕山體的歷史，決定了山谷與稜線的形狀。讓我們依序來看看。
水越匯集，侵蝕力越強
落在山上的雨水，會沿著斜坡往低處匯集。細小的水流匯合成溪，溪流再匯合成河。越往下游，流過的水量就會越來越多。
水侵蝕地面的力量，一般認為是由水量和水流的湍急程度共同決定的。上游的溪流雖然湍急，但水量少，侵蝕力並不算太強。到了下游，水量會變成好幾倍甚至幾十倍。因此即使坡度變緩，侵蝕力反而會變得更大。
就這樣，山谷在下游處會被刻得更深。而且侵蝕的速度並非到處都一樣。堅硬的岩石殘留下來的地方會形成落差，成為瀑布。有時兩側會形成陡峭狹窄的峽谷（稱為峽谷地形，Gorge）。請看圖1的右側。上方看起來還能行走的溪谷，隨著往下走，逐漸變得處處是落差。
稜線的形狀，就像沿樹枝追溯到樹幹
山谷與稜線是交替排列的。與山谷在下游匯合相反，稜線越往上走越會合而為一。雖然下方分成許多支線，但只要沿著爬升，最終會抵達山頂或附近的大稜線。
許多登山步道就是沿著這些稜線、或是稜線附近而建的。一旦走到稜線上，就比較容易遇到其他登山者，或是回到熟悉的路徑。樹木稀疏、視野開闊，也方便對照地圖確認自己的位置，都是優點。
山谷底部則正好相反。四周被斜坡包圍，視野不佳。手機訊號不易收到，據說連上空的直升機也會因為被樹木遮擋而難以看見。水聲還會蓋過呼救聲。
如果是在廣闊的平原、或是坡度平緩的大陸型河流，沿著水流往下走的想法或許還說得通。但日本的山勢險峻，短短的距離內高度落差就很大。正因如此，水切割山谷的力量強，容易形成瀑布與斷崖。根據日本警察廳的統計，每年山難事故發生原因中，最多的就是「迷路」。
實驗顯示，在森林或濃霧中若沒有可依循的標的物，即使自認為是直線前進，實際上卻會大幅偏離、繞圈子。「照這樣走下去應該能走出去」的直覺，並不太可靠。
那麼，該怎麼做才好？
- 覺得「不對勁」時，立刻沿原路折返回到確實還有路的地方，是最保險的做法。越往前走，返回的距離就會越長。
- 不要往溪谷下去。搞不清方向就往稜線爬就算聽到水聲，也請不要下到溪谷。無法折返時，就在體力許可的範圍內，往稜線或視野開闊的地方爬升。
- 在動彈不得之前，先呼救趁天黑之前、體力還有餘裕時，撥打119或110聯絡。節省電池電量，原地待援也是很正確的判斷。
溪谷中的岩石濕滑易摔，瀑布上方看不清下方的狀況。即使覺得「只要下這一段就好」，也可能因此再也回不去。請遠離瀑布或斷崖邊緣，並折返。天色暗下來後，不要勉強繼續行走，應原地等待救援。登山前先告知家人目的地與預定回程時間，並提交登山計畫書，會更容易被找到。
總結
山谷是水匯集的地方，因此越往下游會被切割得越深，並出現瀑布與斷崖。稜線則正好相反，越往上走越會合而為一，也更接近道路、人群與通訊訊號。違背「下坡比較輕鬆」的直覺，正是在山上保護自己的關鍵。
水匯集後刻出山谷，稜線匯集後成為道路。
迷路時，請遠離水聲、往上走。
關於山坡朝向不同、樹木與日照如何跟著改變，請參閱「同一座山，為什麼北向斜坡與南向斜坡的樹木不一樣？」；至於山區天氣為何會驟變，則可參閱山區天氣的文章。
- 用國土地理院的「地理院地圖」，顯示附近的山區。等高線朝山頂方向尖銳凹入的地方是山谷，朝山腳方向凸出的地方是稜線。
- 沿著找到的山谷往下游追蹤，尋找等高線間距突然變窄的地方。那裡就是容易形成落差或瀑布的地點，有時地圖上還會標有瀑布的符號。
- 在沙坑裡堆一座小山，用灑水壺從上方慢慢澆水。可以觀察到許多細小的水流匯合，越往下溝槽越深的過程。
沙坑裡的小山只需幾分鐘，就能重現真正的山經過數萬年才形成的侵蝕過程。溝槽與溝槽之間殘留的高處，就相當於稜線。
想深入了解的人 ― 術語、公式與教科書的關聯從國中理化到大學專業科目，明確標示各段落屬於哪個程度
- 國中國中理化課程涵蓋的範圍
- 高中高中「地球科學基礎」「地球科學」課程涵蓋的範圍
- 高中＋高中的進階內容，或教科書專欄性質的內容
- 大學高中不會教，屬於大學專業科目（地形學、河川工程學）的內容
- 研究連大學也不會當作「定論」教授，是研究人員目前仍在調查中的議題
國中術語：這個現象是有名稱的
- 侵蝕：流動的水削磨地面或岩石的作用。國中課程稱為「流水的作用（侵蝕、搬運、堆積）」。
- 稜線與山谷：山勢較高、呈線狀延續的部分是稜線，較低的部分是山谷。登山時把流經山谷的小河稱為「溪」。
- 坡度轉折點：河川縱剖面上，坡度突然變陡的地點。瀑布就是典型的例子。
- V字谷：河川不斷向下切割形成的、剖面呈V字形的深谷。常見於山地的河川。
國中高中用公式驗證：上游與下游，侵蝕力差多少？
作為水侵蝕河床力量的指標，常使用「水的重量×流量×坡度」表示的水流功率（每公尺河長）。單位是瓦特每公尺。這裡用容易理解的假設數值，比較上游溪流與稍微下游的山谷兩處。
| 作用在1立方公尺水上的重力（密度×重力加速度） | 約 9800 牛頓 |
| 上游溪流：流量 ／ 坡度 | 每秒 0.1 立方公尺 ／ 0.2（前進5公尺下降1公尺） |
| 下游山谷：流量 ／ 坡度 | 每秒 2 立方公尺 ／ 0.05（前進20公尺下降1公尺） |
| 上游：重力×流量 | 9800 × 0.1 ＝ 980 |
| 上游：再乘以坡度（瓦特每公尺） | 980 × 0.2 ＝ 196 |
| 下游：重力×流量 | 9800 × 2 ＝ 19600 |
| 下游：再乘以坡度（瓦特每公尺） | 19600 × 0.05 ＝ 980 |
| 下游是上游的幾倍 | 980 ÷ 196 ＝ 5 |
坡度雖然變緩為原來的四分之一，但因為水量增加為20倍，侵蝕力反而變成了5倍。即使外觀看起來平緩，下游切割山谷的力量其實更強。實際的河川中，一般認為降雨後水量暴增時，這個差距會更加擴大。
| 符號 | 意義與單位 |
| ρ | 水的密度（公斤每立方公尺）。約1000 |
| g | 重力加速度（公尺每秒平方）。約9.8 |
| Q | 流量（立方公尺每秒） |
| S | 河床坡度（無單位。下降高度÷前進距離） |
寫成公式即為 Ω ＝ ρ g Q S。
高中高中＋瀑布會逐漸向上游移動
高中地球科學基礎課程中會學到，山地的河川向下切割形成V字谷，出了平地後，搬運來的土砂堆積形成沖積扇。日本的河川因為到海的距離短、坡度陡，一般認為侵蝕力較強的河川居多。
高中＋在瀑布的落水口，水流強力衝擊岩石使其受到侵蝕，瀑布本身會逐漸向上游後退。因此瀑布下游側容易留下兩岸陡峭的狹窄山谷。迷路後沿溪谷下行的人，很多時候正是走到這種「瀑布後退遺留下來的山谷」。
大學描述河川侵蝕方式的「水流功率法則」
地形學中常用經驗法則，以集水面積（該地點以上匯集雨水的範圍）與坡度的次方，來表示河床被侵蝕的速度。集水面積越大，流過的水量就越多，這與前面的計算是同樣的道理。用這個公式計算山地的縱剖面時，下游平緩、上游陡峭的平滑形狀會趨於穩定。若再加上地面隆起或岩石軟硬不同等因素，就會產生坡度轉折點，並逐漸向上游傳遞，這是目前的解釋方式。
研究目前尚未完全釐清的事
- 瀑布後退的速度。 會因岩石種類、裂隙分布、洪水發生頻率而有很大差異，一般認為很難用單一公式來預測。
- 人迷路時的心理狀態。 為什麼人在沒有標的物的地方會不自覺地繞圈子行走、以及為何會選擇「前進」而非「折返」的心理機制，至今仍在研究中。
- 可尋獲性的預測。 將迷路者行動傾向的統計資料應用於搜救的研究正在進行，但地形與季節造成的差異，目前還無法充分掌握。
也就是說，本文的內容也只是「目前已知範圍內的說明」。個別山區仍可能有例外，務必遵循當地資訊與指示。
與教科書的關聯（依程度分類）
| 程度 | 科目・單元 | 對應本文段落 |
|---|---|---|
| 國中 | 理化「流水的作用」 | 水越匯集侵蝕力越強 |
| 高中 | 地球科學基礎「地形的形成」 | V字谷與瀑布的形成機制 |
| 高中＋ | 地球科學「河川地形」 | 瀑布後退與狹窄山谷 |
| 大學 | 地形學・河川工程學 | 水流功率與河川縱剖面 |
| 研究 | 地形學・認知科學・搜索救援 | 瀑布後退速度、迷路時的行動 |
| ― | 與生活的關聯 | 山上迷路時的行動方式、登山計畫 |
- 日本警察廳「山岳遭難概況」（各年度版。依遭難型態統計，迷路為最多）
- 日本國土地理院「地理院地圖」
- Souman, J. L. et al. (2009) Walking Straight into Circles. Current Biology 19, 1538–1542.
- 羽根田治『ドキュメント 道迷い遭難』山と溪谷社（日文書籍，書名意為《紀實：迷路遭難》）
- 貝塚爽平『発達史地形学』東京大学出版会（日文書籍，書名意為《發達史地形學》）
※本文為大眾科學解說。文中數值僅為理解機制所用的參考概算。登山步道的實際狀況因山而異。遇到實際遭難情況時，請遵循警察、消防、地方政府等指示。