氣候及環境變遷資料回顧

本章回顧了全球氣候與環境變遷的現況與預測,並了解其他國家對氣候變遷的落實作法。最後反觀國內所面臨的氣候與環境變遷現況與未來之預測資料作一回顧,了解氣候與環境變遷所將造成之影響及各國因應之措施。

全球氣候與環境變遷之現況與預測

人類為求更好的生活環境,不斷擴張生活空間,對自然環境造成的衝擊與變遷。由於人口成長快速、人類的影響不斷加速,加上科技的日新月異擴大了影響範圍,自從工業革命以來,人類大量的製造二氧化碳(CO2)、氧化亞氮(N2O)、甲烷(CH4)、氟氯碳化物(CFCs)等溫室氣體。人類對大自然的影響不再只是侷限於地表,而是擴張至大氣,而且藉由大氣的運動,將影響逐漸佈及全球,大幅提高了全球暖化的可能性。科學家也因此驚覺到氣候不只變幻莫測,更可能因人類的過度發展而發生更劇烈的變化。1980年代以來,全球平均氣溫迅速上升,不尋常的天氣與氣候現象 (如聖嬰與反聖嬰現象 )頻頻發生頻率,更使得氣候變遷突然成為世人矚目的議題。(資料來源:臺北市因應全球氣候變遷全球資訊網站)


氣候系統與人為環境倫理關係圖

氣候系統由大氣圈、冰雪圈、水圈、岩石圈及生物圈所交互作用而構成(曾忠一,1987),故氣候的變遷不只影響到大氣圈,相關的冰雪圈、水圈、岩石圈及生物圈亦同時受到影響,異常氣候的環境變化導致生物圈的多樣性減少、物種滅絕、毒物堆積生物體內,造成整個生物鏈的不平衡將反撲至食物鏈頂端的人類;岩石圈的土壤流失、土壤污染、土石流災害等影響人類的生存環境;水圈中降雨的汙染、水污染等及冰雪圈的融化導致海平面的上昇危害人類的生命安全;而各圈之間亦彼此影響,例如土石流、水污染、空氣汙染對生物圈的物種的危害,生物圈物種的危害亦將造成食物鍊的破壞影響整體系統的動態平衡,故氣候的變遷將如滾雪球效應一般,加劇破壞自然與人為環境。

全球氣候與環境變遷之現況

全球氣候環境變遷的現況可由全球平均溫度的上升、暴雨及乾旱頻率的增加、雪蓋及冰川大量的融化與平均海平面的上升得知氣候與環境正在惡化中,下文分別針對溫度、雨量、雪蓋、海平面及全球氣候變遷對各大洲與人為環境之影響說明如下。(資料來源: IPCC AR4 WG1 摘要報告,林偉翔、吳明進)


1961~1990年全球地表溫度、海水位高度、北半球雪蓋變化圖
資料來源: IPCC AR4 WGI摘要報告

(一) 全球平均溫度上升,近50年特別顯著

所有跡象顯示全球平均溫度正不斷上升,由IPCC AR4 WG1報告中指出近100年來平均氣溫上升0.74°C,這段期間北極的平均溫度上升幅度為全球平均的二倍,而近50 年平均溫度增加速度約為平均值的2倍,在過去12 年 (1995~2006) 中有11 年是有溫度紀錄有史以來最熱的。另外,近50 年來各地熱浪發生的次數增加,寒流發生的次數減少。


過去100年溫度與1961~2005年平均值相比的地表平均溫度差值圖(單位:℃)   資料來源:2007年聯合國IPCC

(二) 降雨呈現暴雨及乾旱的極端變化

自1970年代以來,由於高溫和降雨減少導致乾旱發生的頻率增加,特別是熱帶和副熱帶地區強度大,延時長的乾旱頻率更為增加,1900~2005年南北美東部、歐洲北部、亞洲中北部年降水量顯著增加,但地中海、南亞及南非則變乾。另外,許多陸地區域豪大雨頻次增加,可能與暖化帶來的大氣層水汽含量增加有關。

(三) 雪蓋減少

自1980 年起,北極區凍土的表層溫度持續上升,衛星資料顯示,1978 年以來,北極年平均海冰範圍每十年縮減2.7%,夏季更高達7.4%。

(四) 海平面上升

由歷史資料可知,1961~1992 年全球平均海水位升高,約每年1.8mm,而1993~2003 年已加快到每年上升3.1mm (2.4~3.8mm),二十世紀全球平均海水位升高0.17 公尺(0.12~0.22 公尺)。海水位升高之原因非常可能是格陵蘭和南極大陸冰棚融化崩解,以及海溫上升導致海水體積膨脹,造成海水位升高。


1906~2005年個別地區平均溫度及全球陸地、海洋溫度變化圖

資料來源: IPCC AR4 WGI摘要報告

(五) 全球氣候變遷對世界各洲的影響

由於全球氣候的變化,世界各大洲的極端氣候頻率增加、生活、生產及生態環境發生改變,以下分別說明氣候變遷對非洲、歐洲、亞洲、南北美洲及大洋洲之影響。

全球氣候變遷對世界各洲的影響
世界各洲

全球氣候變遷對世界各洲的影響

非洲

非洲除了存在已久的嚴重經濟與社會問題外,近幾十年內將出現越來越多的難以治癒的疾病發生,而位於大陸沿海人口擁擠的的城市,也會面臨海水淹沒的危機。

歐洲

南歐國家可能受到嚴重波及,例如發生水源短缺及土壤品質惡化,進而連帶影響農業耕作。

亞洲

亞洲位於河岸及海岸的紅樹林保護區,不久將會陷入沼澤內,特別是在位於孟加拉共和國境內的紅樹林區。森林大火可能發生地更加頻繁,氣候日趨炎熱傳染病竄起得更迅速。
2004年底南亞海嘯,但如果海灘開發單位不破壞珊瑚礁,不斬除海灘上的樹林,讓它們成為保護沿海地區對抗殺人浪的自然屏障,或許災情不會這麼嚴重。

北美洲

2005年卡崔娜颶風造成紐奧良洪患美國路易斯安那州大城紐奧良是一個建在海平面下的城市,憑藉一套複雜的堤防系統維繫,而該市對抗暴雨海潮的緩衝地帶,也就是密西西比河三角洲溼地,因為過度開發削蝕一空;2005年8月29日,卡崔娜颶風席捲美南,讓紐奧良成為一片水鄉澤國。

南美洲

從阿根廷到墨西哥作物產量下降,落葉熱帶林數量縮減及新的病毒傳染擴大,此外著名的中美洲長尾鳥(quetzal bird)死亡。 

大洋洲

乾旱情況擴大延伸,以致嚴重威脅農業。位在澳洲的中東區帶,緊張的政治問題可能更趨激烈化,而可能逐漸因為水源問題爆發戰爭。

資料來源:劉彥蘭編譯,http://www.enn.com/news World disasters seen as global warming outcome



全球氣候變遷之預測

由於經濟發展產生溫室氣體的排放,導致全球暖化及氣候變遷的問題,因此透過SRES之情境下所作之氣候變遷的預測,來了解不同情境下,未來環境的變化對人類影響的嚴重性。

(一) SRES的情境預測說明

SRES是在2000年由Nakicenvic 等人所發展出來的全球溫室氣體排放的幾種假設情境,考量2000~2100 年的時間變化及因社經進程差異而產生不同的SRES 情境,不同的排放情境帶來不同的溫室氣體濃度情境,帶來不同的氣候模擬結果。該情境基本上以社經進程差異分成幾組。社經進程以全球化或區域化及經濟發展或環境保護二維量尺表示。情境由英文字母A、B 和數字1、2 組合表示,A、B 分別代表注重經濟發展和環境保護,1、2 則分別為全球化或區域化。(IPCC AR4 WG1科學基礎,陳正達)


SRES情節圖 資料來源:IPCC Special Report on Emissions Scenarios

(二) 溫度的預測

在2011~2030年期間,這段期間推估增溫的速率大約有0.3度的上升,而這上升的速度不太受到未來發展情境或模式架構的影響,除非有自然趨動力的加入,如大規模的火山爆發,才有可能影響產生影響。
在2046~2065年期間,未來發展情境對於增溫的幅度則有較大的影響,以大氣海洋耦合模式在B1情境下是:增溫攝氏1.3度,在A1B情境下是:增溫攝氏1.8度,在A2情境下是:增溫攝氏1.7度。
在2090~2099年期間相對於1980~1999年期間,氣候在不同情境下增溫值與不確定性範圍, 分別在B1情境是:攝氏1.8 度 (1.1 ~ 2.9 度),在B2 情境是:攝氏2.4 度 (1.4 ~ 3.8 度),在A1B 情境是:攝氏2.8 度 (1.7 ~ 4.4 度),在A1T 情境是:攝氏2.4 度 (1.4 ~ 3.8 度),在A2 情境是:攝氏3.4 度 (2.0 ~ 5.4 度),在A1FI 情境是:攝氏4.0 度 (2.4 ~ 6.4 度)。
未來極端溫度呈現出:
1.熱浪比現在更強烈、發生頻繁及持久性的增加
2.寒流的發生頻率將有顯著下降。
3.日最低溫的增溫會比日最高溫的增溫更快速,而將使日溫差的範圍變小。
4.在中高緯度的地方,日低溫低於攝氏0 度的天數將會減少,相對的,植物生長季節的天數則增加。

(三) 降雨的預測

未來暖化的氣候中,現階段的氣候模式模擬顯示,全球水循環的普遍性增強,有以下之變化:
1.熱帶區域降水較大的區域 (例如季風區) 以及熱帶太平洋的降水將會增加。
2.亞熱帶地區一般來說,降水減少。
3.高緯度地區的降水在未來的推估也是增加的。
4.全球平均的水氣量、蒸發量、與降雨量,推估在未來都會增加,平均降雨量的增加幅度比水氣量的增加幅度小。
未來極端降雨呈現出:
1.降雨平均強度在世界各地會增加,豪大雨頻率會增加
2.連續不降雨天數會變得長。
3.夏季的大區域陸地中有逐漸變乾的趨勢,未來該區域發生乾旱的機率大增。

(四) 雪蓋的預測

當氣候暖化後,雪蓋與海冰範圍都減少,將導致對海平面上升,尤其在北極的海冰減少速度有加速的傾向,在高排放量的A2未來發展情境下,在二十一世紀後期,北極的海冰在夏末將可能完全融化消失。

(五) 海平面的預測

從多個大氣海洋耦合模式模擬推估,不包括碳循環的反饋作用,從現在 (1980~ 1999) 到本世紀末 (2090~ 2099) 的海平面上升推估,在B1 未來發展情境為:0.18~0.38 米,在B2 情境為:0.20~0.43 米,在A1B 情境為:0.21~0.48 米,在A1T 情境為:0.20 ~0.45 米,在A2 情境為:0.23~0.51 米,在A1FI 情境為:0.26~0.59 米。有關格陵蘭冰蓋在2100 年之後會繼續縮小,如果暖化繼續則千年後格陵蘭冰蓋會完全消失,全球海水位將上升7 公尺。

不同假設情境,預估全球溫度和海水位高度變化幅度表

 

溫度變化°C
(2090~2099 年相對於1980~1999 年)

海水位上升m (2090~2099 年相對於1980~1999 年)

情境

最佳估計

可能範圍

模式估計範圍(不考慮未來流冰動力過程上的變遷)

假設濃度維持在2000 年的標準

0.6

0.3~0.9

NA

B1 情境

1.8

1.1~2.9

0.18~0.38

A1T 情境

2.4

1.4~3.8

0.20~0.45

B2 情境

2.4

1.4~3.8

0.20~0.43

A1B 情境

2.8

1.7~4.4

0.21~0.48

A2 情境

3.4

2.0~5.4

0.23~0.51

A1FI情境

4.0

2.4~6.4

0.26~0.59


不同假設情境,全球溫度變化幅度圖  資料來源: IPCC AR4 WGI摘要報告