極端氣候下的全球環境災難(上)-劉紹臣

劉紹臣
2016-03-15發佈
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講者介紹

中央研究院環境變遷研究中心特聘研究員劉紹臣院士,為中研院環境變遷研究中心創辦者,對於大氣化學、空氣汙染及氣候變遷議題研究有十分重要的貢獻。
劉院士發表超過160篇科學文獻,引用其文獻之文章超過6,500篇,為少數華人地球物理學家中,在美國科學資訊研究所(ISI)被高度引用的研究者名單之一。
這位卓越的學者不是只有專注在學術的象牙塔裡,更以專業關心著氣候變遷對台灣的影響,經常受邀演講氣候變遷,傳播時代所需的知識,於普及氣候與環境教育領域貢獻卓著。

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影片介紹

乾旱,洪水和熱帶颶風導致越來越多的人無法留守在他們世代居住的家園。通常都是那些最貧窮的人受到影響,這種狀況也對人道援助的工作產生了影響。
究竟氣候變遷如何改變我們的環境,台灣變遷趨勢又是如何? 變遷背後的科學理念,以及變化幅度到底又是怎樣? 近年來全球極端氣候造成的重大災難頻傳,人道工作者已不能忽略環境所帶來的改變,而面對變遷,我們可以從減緩與調適兩方面開始著手。

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文稿

各位女士、各位先生大家好。非常高興有這個機會來跟大家談一談,大家都非常關心的事情,也就是「全球暖化」,尤其是全球暖化對台灣的影響。

全球暖化最常聽見的或者是看到的是聯合國跨氣候小組(IPCC)的報告,報告主要是21世紀溫度的變化,到21世紀末,溫度的變化是看溫室氣體的排放情形,排放情形在不同的情況下,好比說藍色的,那是我們世界各國非常非常努力,基本上就是現在馬上把排放量持平,然後開始下降。在那種情況下,到21世紀末就增加差不多1℃,假設目前排放的情況繼續增加下去的話,紅色的平均溫度到21世紀末增加差不多4℃。

目前國際的願望是希望把它控制在2℃以內,也就是說那個藍的再超過一點點,因為藍的它針對的是20世紀末的溫度,20世紀末的溫度已經差不多增加0.6℃了!所以那個藍的再高一點點,是目前大家節能減碳的目標,等等我們會回到這裡。

[02:29]
下一個圖是聯合國跨氣候委員會的預測,預測本世紀(21世紀)海洋海平面上升的情況,海平面上升是目前大家比較有爭議性的,或者說它的不定性是比較大的,從最樂觀的情況差不多是28公分,28公分到98公分;最不樂觀的,上升98公分,也就是說在本世紀海平面上升最高可能將近1公尺,這個跟一般媒體講的幾公尺是有一些差距的。

那這種增加的情景給大家看一下、總合一下,就是說溫度的增加在21世紀末差不多是1℃~4℃,這1℃~4℃在過去20世紀,增加比較起來,差不多是增加2倍到6倍,所以相當大的增加。

那海平面上升也差不多2倍到6倍,也就是說從28公分到98公分,那後面我特別講不是4~8公尺,4~8公尺是這個過去媒體經常報導的,就是說海平面上升4~8公尺,說上海不見、倫敦不見,或者是說台北不見了!台北的平均海拔高度差不多是4公尺…平均是4公尺,所以假設真的上升4~8公尺的話,這個本世紀末的話,那台北大部分地方的確會被淹沒,可是海平面上升,目前比較可靠的估計是28公分到差不多1公尺。

這兩個變化,大家常聽到的當然是相當嚴重的變化,不過我是這麼說:「這個變化是漸進性的,我個人認為、相信很多人也認為這個變化我們目前還有一段時間。」Maybe十年、二十年去考慮怎麼樣來應付,可是底下的我給大家說明一個紅的那些變化,也是IPCC對於21世紀末的預測,那個預測是非常非常高溫。

[06:50]
大家都知道非常高溫日數會增加;非常低溫日數會減少。一般媒體常常都會說非常非常低溫也會變得更低,其實這個未必是正確的,這只是在某一些特定的地方。整個世界來說,無論它的次數跟非常非常低溫的溫度都會變得越來越高,這點來說,非常非常低溫越來越高,其實說起來算是一個比較正面的變化。

非常高溫的日數增加當然是非常可怕的,大家都注意到最近的新聞,印度、巴基斯坦死亡人數已經超過1,000人。另外比溫度變化更大的事是旱災。總體說起來,可以這麼說:「全球暖化,大家都有自己的想法,大家認為最大的是什麼?可是我個人認為以及我相信從整個世界的角度去看,對我們最大的影響是旱災,跟旱災有關的是水資源以及農業、糧食生產的問題,這個是最嚴重的。」等一等我們可以探討。

[08:42]
那當然對於我們台灣來說,可能最嚴重的是颱風,颱風帶來的暴雨可能會更多,要跟大家提醒的是可能會更多,也可能會更嚴重,這方面的研究目前還是一個研究的重點,並且它的不定性相當的大。那這種情況下,前兩個我們還有一段時間去想辦法對付,後三項因為全球暖化,過去世紀已經增加了差不多0.6℃,然後過去100年、120年,差不多增加了0.8℃,所以已經變化了。

那這個颱風、暴雨,0.8℃的影響已經發生在我們身旁,所以假如說很嚴重的話,我們必須去採取調適;那當然大家知道,另外一個更好的辦法是節能減碳,也就是減緩,可是減緩等於等等大家都可以看到,不只是我們目前進行的並不是很好,那甚至可以說是很壞。

節能減碳,它還有一個困難處是說即使我們今天開始把二氧化碳的量大量減少,排放的量大量減少,已經在空氣中的二氧化碳,它在停留的時間,我們叫做生命期,二氧化碳已經排放在大氣中,它停留的生命期是100年,也就是說半衰期是50年,也就是說50年之內,所有發生、看到的現象會繼續,並且越來越嚴重。

[11:08]
講到極端天氣這麼嚴重,到底我們目前知道是什麼呢?我們知道的是世界各地,包括台灣,極端天氣都在變化、暴雨增加、小雨減少、乾旱越來越多、高溫越來越多,可是這個極端天氣從模式來說、預測是非常困難。大家都看到氣象局每一次在碰到颱風的時候,就注意到氣象局非常緊張預測,然後隨著觀測到的雨量變化一直在調整。這表示這種極端天氣要預測是非常困難,那IPCC在這方面,由於這個模式做起來非常的困難,所以相當保守。

那極端天氣的重要性我想大家都知道,大雨增加是…增加水災和土石流;那小雨的減少大家可能不大清楚,小雨減少,其實大家只要注意的話,幾乎大部分的雨都是小雨,所以小雨一減少,表示說不降雨日數會增加,並且小雨它在土壤吸收比較容易,所以它對地下水的涵養是非常有利的,也就是說小雨的減少會使旱災增加。那這個氣候暖化到底會怎麼樣使極端天氣變化?這個理論目前還是相當好、相當可信的理論,可是目前這個理論量化很困難,有人甚至認為這個因果關係並不是說很大,也就是說氣候暖化跟極端天氣變化的因果關係並不是說那麼大。

[14:12]
我們看到很多例子,2003年歐洲熱浪死亡人數超過3萬人,這個是很可怕的,法國那麼進步的地方,一個地方死亡人數就超過2萬,甚至直到今天都有人說:「歐洲那個熱浪說不定本來就會來,跟全球暖化無關。」這種人還是不少。更不要說是洪水。

2010年巴基斯坦洪水,更嚴重的當然是兩年前的海燕颱風帶來給菲律賓的災害。當然對台灣來說,洪水當然也是記憶猶新,2009莫拉克颱風。另外乾旱大家可能都沒有注意到,乾旱在2010年,不只影響的是巴基斯坦,也影響中國整個西南部,還有整個東南亞,它甚至因為乾旱,而引起國際間關係的緊張。那這個關係緊張是很明顯的,中國在湄公河上有見了極多的水壩,一碰到乾旱的時候,湄公河下游的國家就會抱怨,所以這個問題不只是一個國家的問題,還是國際性的問題。

[16:00]
那看這個極端天氣跟全球暖化,看它們的因果關係到底是怎麼樣看?IPCC的建議、看法就是我現在給大家看得這個圖。這個是中央氣象局15個平地測站我們拿出來,因為平地測站降雨的分布情形比較均勻。

我們把15個站,它們的降雨分布情形畫出來,大家左邊看到的是很小的雨,很小的雨是比較少;很大的雨當然也是比較少,因為我們講的…機率是比較少的,很大的雨也很少,中間的雨當然是最多的。

那這不同顏色的,大家看到的黑色是50年前,1961年到1970年它的降雨分布情形,最強的降雨在大家的右手邊,那邊大家還可以看到一個箭頭,就是莫拉克颱風平均的降雨量差不多是40 mm/hr,是非常大的降雨量。最近的那10年是藍色的,平均大概可以看到它跟黑色的有很明顯的不同,黑色的在大雨方向它是比較少的,在小雨的方向黑色是比較多的,也就是說50年前有很多中小雨,可是現在50年以後,大家看到的強降雨比較多,尤其是在莫拉克颱風40mm/hr的平均雨量。

大家可以看到那個藍的比黑的…所以兩個都不大,因為大雨本來就是一年裡面發生次數很少的,雖然藍的跟黑的都不大,可是大家注意到,藍的比黑的多出3、4倍,那我們就說這50年溫度的增加使強降雨增加,它使莫拉克颱風這種強降雨發生百分率增加很多,增加30倍,這是我們從氣候的眼光來看這個強降雨的變化。

強降雨的變化,我跟大家提過這個變化的理論發展已經有20年的理論,相當可靠的立論,這個我想大家都可以很容易的想像,海平面溫度增高,空氣、溫度增高,飽和水蒸氣整個增加!這個我們從基本的物理知道,增加1℃是7%,現在全球溫度已經增加接近1℃,也就是說增加接近7%。那你想說什麼東西都不變,降雨強度會增加7%,7%並不嚴重,可是目前的理論是說:「你這個降雨增加7%,也就是說水氣增加了7%。」

[20:39]
強對流…因為對流它那個是水氣會帶上去,一帶上去,水氣會變成液態水,然後變成冰,它在變的過程中會放出我們所謂的『潛熱』。對流需要熱來使它變成強烈,所以潛熱增加以後,這個對流更加旺盛,本來降雨只增加7%,現在由於正回饋的關係,它這個增加是遠超過7%。

超過多少? 剛才我們把台灣的降雨、每年的降雨、過去50年的降雨出來分析,我們把它分為左邊是小雨、右邊是大雨,把它分為10等分,按照雨的強度稍微分成10等分,在台灣我們看到的這個圖形就是說,小雨減少、大雨增加,右邊是大雨,大家可以看到,最前面10%那個大雨大家注意到了嗎?那個增加率是超過100%,全球溫度增加1℃,它增加率就超過100%,這裡也差不多是140%。

[22:17]
那這個變化聽起來是蠻可怕的,你看!只有增加1℃,就增加140%,過去100年增加0.8℃,所以台灣前10%的強降雨跟全球暖化增加之前,就是增加、加倍了。那小雨大家可以看到,普遍性的減少。不只是前10%的那個小雨減少的特別多,減少差不多60、70%,也就是減少一半以上。那另外就是中小雨減少也相當的多,這些減少是造成我們台灣旱災的主要原因。

今年大家都知道是一個非常乾旱的年,那冬天、秋天、春天那個小雨基本上是等於沒有來,所以造成這種乾旱。這種前面10%大雨增加,大家可想而知,其實是帶了很多颱風的強降雨,因為颱風主要都是強降雨。所以在那個時候我們就說:「因為颱風一年來台灣也只有4次,4次的颱風帶給台灣將近40%的雨量」,所以颱風帶來的這個大雨,颱風的強降雨在過去100年有大量的增加。

我們這樣說,引起了氣象界很大的爭議,這個爭議到目前都還比較大,所以今天我特別把這個爭議跟大家說明一下。

[24:44]
剛才講了,台灣帶來前10%的降雨很多是來自颱風的,分析的結果是增加了。颱風因為全球暖化,帶來的強降雨增加,可是很多我的同事、同仁並不認為如此,除了一位國立師範大學的王重傑還有陳正達他們發表的一篇2014的文章,他們是同意我們。

他們說:「莫拉克的強降雨有25%是全球暖化。」其他大部分的人都不同意,很多人、很多教授都說:「強降雨他們去分析,像莫拉克這種,莫拉克在台灣停留的比較久、比較慢,因為慢才增加強降雨,並不是因為全球暖化」;我們就做了下列的分析,我們說:「既然你說是颱風比較慢,而不是因為全球暖化,那我們乾脆分析全球全部的颱風。」

這裡給大家一個例子,這些颱風都是在太平洋的颱風,是1992年09月08日到09月12日,五天內一共有3、4個颱風,這是一個例子,我們沿著颱風的路線,全世界每一個颱風,從1979年到2007年,我們把每一個颱風都分析了!分析它圓內、方圓50公里內,它沿途降雨降多少?

這個是結果,黃的是全球颱風途徑降雨的量,平均是每年3,000毫米,大家可以看到這個黃的,1979年到2007年,基本上沒有什麼大的變化。可是底下紅的是颱風帶來10%的強降雨颱風,大家可以看到有非常大的增加,尤其是在1980年代增加的特別快。

那我們把這些做一個統計的分析,分析全世界的颱風,前10%的降雨量到底增加多少?還有小雨的量會變化多少?這個是大家可以看到的圖,前10%颱風帶來的強降雨,增加了多少?增加比我們台灣還厲害,全世界前10%颱風帶來的強降雨,增加超過200%。全球溫度只要增加1℃,它增加200%,中小雨是減少了。
當然我們也做了台灣雨量總統計,這篇我們還沒發表是因為中央大學的一位周同學做的研究結果,這裡也是針對影響台灣的颱風。我們做了一個統計,這個也是1979年到2013年的統計,這個前10%的強降雨增加差不多是150%,其實我們把速度、日期、颱風日、次數把它算進去以後,前10%的強降雨增加其實是170%;所以這個就表示,像莫拉克這種颱風,其實是統計的一部分,主要的強降雨增加原因還是因為全球暖化,也就是說水氣增加了!而不是它變慢了!

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