桂花的香氣，為什麼總在「某天早上突然」聞到？
― 鼻子傳達的不是氣味的量，而是「變化」
昨天明明什麼都沒聞到，今天早上整條街卻瀰漫著甜香。其實這種「突然」，是花與鼻子共同造成的。因為整條街的花幾乎同時開放，而鼻子對氣味「改變的瞬間」比對氣味的量更敏感。
9月底到10月初。在稍微有點涼意的早晨打開玄關的門，撲面而來一陣甜甜的香氣。
環顧四周，會發現綠籬深綠色的葉子縫隙間，密密麻麻開滿了橘色小花。走去車站的路上，四處也都飄著同樣的香氣。
但過了幾天，花明明還開著，卻幾乎聞不到香氣了。那股香氣到底去哪裡了呢？
「突然」的理由只有兩個
日本的桂花大多是用扦插方式繁殖而來，屬於「性質相同的樹」。一般認為，它們夏天就已經準備好花苞，等到秋天氣溫下降，便會一齊綻放。
鼻子若持續聞同一種氣味，反應會逐漸減弱。從沒有香氣的室內走到室外的那一瞬間，鼻子正處於最敏感的狀態，因此會強烈感受到香氣。
也就是說，並不是花香慢慢地增強。而是香氣一口氣散發出來，鼻子把它當作「新的氣味」強烈地傳達給我們。接下來依序說明。
為什麼整條街的樹會一起開花？
桂花是從中國傳入的樹木。據說在日本看到的，幾乎都只是雄株。因此不會結果，也無法用種子繁殖。
它會作為庭木普及開來，靠的是剪下枝條插入土中的「扦插」。用扦插繁殖出來的樹，與原本的樹基因相同，開花的條件也幾乎一致。
花苞在夏天於枝條上形成，然後暫時停留、等待。一般認為，等到秋天氣溫下降，便會以此為信號開花。若是同一座城鎮，氣溫下降的方式也幾乎相同。因此，數不清的樹木會在差不多的時間開始散發香氣。
請看下方的圖1。虛線示意樹木散發出的香氣量。一旦開始開花，幾天內就會一口氣增加。另一方面，實線是鼻子感受到的強度。它會在第一天早上形成一座高峰，然後在花仍持續綻放的期間逐漸下降。
為什麼幾天後就變得不容易聞到香氣？
鼻腔深處排列著接收氣味分子的感測器。據說人類約有400種，會依分子形狀而啟動不同的感測器組合。
若同一種氣味持續傳來，感測器的反應會逐漸減弱。大腦也會將其視為「已經知道、不危險的氣味」，愈來愈難以注意到。這稱為「嗅覺適應」。
聞不出自己家裡的氣味，也是同樣的機制。鼻子並不是精確測量當下氣味量的工具，而是負責通知「剛才發生了什麼變化」的哨兵。
因此，比起一直待在戶外的人，剛從家裡走出來的人更容易察覺到香氣。每天上班上學時之所以會注意到「今天開始開花了」，原因就在這裡。
當然，花本身大約一週左右也會開始凋謝。一般認為，變得不容易聞到，是嗅覺適應與花朵衰老兩者疊加的結果。
晴朗且風勢微弱的早晨，地面附近的空氣會冷卻而不易流動。於是香氣分子會積聚在低處，更容易飄入鼻中。濕度高、陰天的日子，一般也認為比較容易聞到香氣。
已知桂花的香氣中，含有類似桃子香氣的分子，以及類似紫羅蘭香氣的分子。並非單一分子，而是它們混合的比例，共同造就了「那股香氣」。
總結
桂花是性質相同的樹，以秋天的降溫為信號一齊開花。而鼻子強烈傳達的並非氣味的量，而是變化的瞬間。這兩者疊加，才產生了「某天早上突然」的體驗。
鼻子告訴我們的不是「有多少」，
而是「現在發生了什麼變化」。
關於雨的氣味從何而來，可參考「下雨時，為什麼會有一股獨特的氣味？」。眼睛也有類似的「適應」現象，可參考「從明亮處走進暗房，為什麼會暫時什麼都看不見？」。
- 站在桂花樹旁，在心中為香氣的強度打分，滿分10分。
- 就這樣在樹旁持續深呼吸約3分鐘。再打一次分數，通常會發現分數下降了。
- 離開樹木，到沒有氣味的地方待約5分鐘。回來後再打一次分數，和一開始比較看看。
若不是桂花的季節，用咖啡粉或肥皂也可以嘗試。若當下沒有花或不是花季，不必勉強尋找。
想深入了解的人 ― 術語、公式與教科書的關聯從國中理科到大學專業科目，皆明確標示屬於哪個程度
- 國中國中理科所學的範圍
- 高中高中「生物」「化學」所學的範圍
- 高中＋高中的進階內容，或教科書專欄程度的內容
- 大學高中不會學到、屬於大學專業科目（感覺生理學、香料化學）的內容
- 研究連大學也不會當作「定論」教授、目前研究人員仍在調查中的內容
國中術語：這個現象是有名字的
- 嗅覺適應：持續接收同一種氣味時，感受到的強度會逐漸減弱的性質。
- 扦插：剪下枝條插入土中，使其長出根來繁殖的方法。所繁殖出的樹與原本的樹基因相同。
- 嗅覺受體：位於鼻腔深處細胞上，負責接收氣味分子的蛋白質。
- 輻射冷卻：晴朗的夜晚，地面將熱量釋放到天空而冷卻，使地面附近的空氣變冷、變重的現象。
國中高中用公式驗證：氣溫差會讓開花時間錯開幾天？
我們以東京月平均氣溫的參考值，估算秋天氣溫下降的速度。符號 T 代表氣溫（單位為℃）。
| 9月的月平均氣溫（東京平年值參考） | 約24℃ |
| 10月的月平均氣溫（同上） | 約19℃ |
| 一個月的天數 | 30天 |
| 市區與郊外氣溫差的例子 | 1℃ |
| 一個月下降的氣溫 | 24 − 19 ＝ 5 ℃ |
| 每天下降的氣溫 | 5 ÷ 30 ≒ 0.17 ℃ |
| 1℃的差距造成的天數落差 | 1 ÷ 0.17 ≒ 6 天 |
秋天的氣溫一天大約只下降0.2℃左右。因此，同一座城鎮內的氣溫差，頂多只會讓開花時間相差數天。另一方面，日本南北狹長，氣溫差可達數℃，因此開花時期會以週為單位錯開。
高中高中＋氣味感測器與「適應」的機制
高中氣味分子溶入鼻腔深處的黏膜，與嗅覺細胞的受體結合。受體被啟動後，細胞內的訊號會被放大，並以電訊號的形式傳送到大腦的嗅球。
高中＋適應現象並非只發生在一個地方。一般認為，既有嗅覺細胞本身反應減弱的階段，也有大腦讓沒有變化的輸入變得不顯眼的階段。數分鐘內就會消退的適應，與長時間處於同一環境所產生的適應，機制可能並不相同。
大學香氣成分，以及為何少量也能傳得遠
作為桂花香氣成分，已有報告指出含有γ-癸內酯（類似桃子的香氣）、β-紫羅蘭酮（類似紫羅蘭的香氣）、沉香醇及其氧化物等。尤其β-紫羅蘭酮，已知即使濃度極低，人也能感受到其氣味。一般認為，這類成分正是即使被空氣稀釋，仍能傳到遠處的原因之一。
研究目前尚未完全釐清的部分
- 開花信號的確切條件。 一般認為與氣溫下降有關，但究竟要降到幾度、持續多久才會開花，夏天的酷熱與降雨又會造成什麼影響，目前仍未有定論。
- 為何有些年份會開兩次花。 已觀察到同一個秋天內，隔一段時間後會再開第二次花的現象。一般認為與花苞的生長差異有關，但詳細條件仍在研究中。
- 嗅覺感受的個人差異。 已知受體基因存在個人差異，有些人對特定香氣成分較不敏感。同一種香氣，有人覺得「太甜」，有人覺得「淡淡的」，這種差異能否用基因解釋，目前仍在調查中。
也就是說，本文的內容也只是「目前已知範圍內的說明」。尤其是開花的觸發機制，今後隨著觀察累積，說明內容可能會有所修正。
與教科書的關聯（依程度區分）
| 程度 | 科目・單元 | 對應本文何處 |
|---|---|---|
| 國中 | 理科「刺激與反應」「植物的繁殖方式」 | 鼻子接收刺激的機制、扦插 |
| 高中 | 生物「受器與興奮的傳導」 | 嗅覺細胞的受體，以及傳送到大腦的訊號 |
| 高中＋ | 生物「環境反應（花芽形成）」 | 夏天形成花苞、秋天因降溫而開花 |
| 大學 | 感覺生理學・香料化學 | 嗅覺適應的階段、香氣成分的種類 |
| 研究 | 植物生理學・嗅覺遺傳學 | 開花的觸發機制、嗅覺感受的個人差異 |
| ― | 與生活的關聯 | 難以察覺自家或衣物氣味的原因、通風時機的參考 |
- 日本植物生理學會「大家的廣場 植物Q&A」（みんなのひろば 植物Q&A）
- 日本氣象廳「過去氣象資料檢索」（過去の気象データ検索，東京平年值）
- 東原和成 編『化学受容の科学』化学同人（東京：化學同人社）
- Wilson, D. A. & Stevenson, R. J. "Learning to Smell: Olfactory Perception from Neurobiology to Behavior", Johns Hopkins University Press
- Kaiser, R. "Meaningful Scents Around the World", Wiley-VCH
※本文為大眾科普解說。文中數值為理解機制用的參考概算值。嗅覺感受存在個人差異。若突然聞不到氣味等情形，請諮詢醫療機構。