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氣候動物園:全球暖化、聖嬰現象、北極震盪、迷你冰河期

  發表日期:2015-06-24     作者:許晃雄 研究員

人算永遠不如天算,老天總是喜歡跟人們開玩笑。哥本哈根氣候會議 (正式名稱為聯合國氣候變化綱要公約第15次締約國會議)方於2009年12月中結束,北半球中高緯地區突然陷入數十年未見的酷寒。20世紀中也曾經冷過,50歲以上的台灣人,即使住在南部,應該還留有清晨地面結霜的印象。瞬時之間,似乎回到童稚年代的冰冷氣候。習慣了過去30年相對溫暖的年代,那段寒冷的經驗已然褪色,這陣子的冷,顯得特別澈骨。

近年來最夯的全球暖化的媒體頭版頭地位,也突然被陌生的北極震盪,甚至駭人聽聞的迷你冰河期取代。是老天在懲罰玩弄我們嗎?是政府間氣候變遷小組倡議全球暖化的科學家瞎說被逮到了嗎?是媒體誤報了嗎?北極震盪到底是何方神聖,能將氣候瞬間翻轉至此?迷你冰河期真的來了嗎?科學家為何說法如此不一致,讓人眼花撩亂?氣象局不是說,今年冬天聖嬰當道,因此是暖冬,怎麼如此冷?天啊,到底是暖還是冷?

其實這些現象,除了有誤傳嫌疑的迷你冰河期,都可並存,因為他們有各自的運轉節奏,有時合鳴放大,有時則互相消音匿跡。先來說說大家十分陌生的北極震盪。這個現象其實就是老一輩天氣預報員熟知的西風指數循環,在1990年代末期,被冠上一個新的名詞-北極震盪,重登氣候科學舞台。所謂西風指數就是說中緯度高空西風噴流的強弱。搭過越洋飛機的人,對西風噴流應該不陌生。冬天時,從台灣飛美國,去程所需時間,比從美國飛台灣的回程,總要節省個2-3小時。這是因為去程順著高空西風噴流,飛得快;回程逆著風飛,自然需要較多時間。西風有時較強,有時較弱,這個來回的變化就叫做北極震盪。當西風較強時,南邊溫度較高,北邊溫度較低。強勁的西風帶宛如一道圍牆,將冷空氣框在極區,讓它無法往南潰流。相對的,南方較暖的空氣,也不容易北流。在這樣的情況下,北半球冬天相對溫暖。西風較弱時,通常南北風比較強,換句話說,北方冷空氣容易往南潰流,南方溫暖空氣也比較容易北流到高緯度。中緯度地區氣溫因此下降,極區氣溫上升。

自從2009年12月以來,北極震盪進入西風偏弱的狀態,大量極區冷空氣潰流至中緯度甚至副熱帶地區(如台灣與邁阿密),不僅強度異常的大,更令人驚訝的是持續時間之長,實在罕見。北極震盪就像高低氣壓與颱風一樣,是一種大氣自然擾動,我們對它為何發生,如何變動,不甚了解。有些研究發現北極震盪的源頭在平流層。即使如此,也無法解釋它的生成原因。所幸,目前的氣象預報模式對北極震盪有一定的預報能力。過去這一個月的北極震盪預報,雖然在強度預報上偏弱,但大致掌握的不錯。可惜的是,我們對北極震盪的預報能力頂多只有二週,無法在數個月或1-2個季節前預告它的變動情況,自然沒有任何氣候預報中心預知今年冬天的北極震盪會如此旺盛且持久,甚至影響了整個北半球的氣候。

相對而言,耳熟能詳曾經在1980與1990年代影響地球氣候的聖嬰現象,近幾年來強度偏弱,而且型態與熟知的聖嬰現象不太一樣,以致於氣候學界開始出現聖嬰有兩種的看法。其實,從來沒有兩個聖嬰現象長的一模一樣,只是最近的聖嬰現象的海溫異常偏高區常出現在熱帶中太平洋,而不是一如往常的出現在東太平洋,對氣候的影響也與傳統的聖嬰現象不同。過去聖嬰現象發生時,東北季風有偏弱的趨勢,因此東亞與台灣出現暖冬的機會較高。今年冬天太平洋的海溫變化屬於偏弱的非典型聖嬰現象,對東北季風的影響不明顯。因此,入冬以來,台灣氣溫沒有因為聖嬰現象而偏高,反而因為北極震盪的影響而偏低。

超強的北極震盪是否意味著全球暖化趨勢將趨緩,甚至如媒體報導的將近入迷你冰河期?目前所說的全球暖化是指過去一百多年來,氣溫逐漸上升的趨勢。在這期間,氣溫並不是穩定持續上升,而是在20世紀初上升,1950-1970年代下降,1980年代後又以更快的速率上升。加總起來,過去100年,氣溫大約上升0.74度。跨政府氣候變遷小組分析一系列的研究結果,認為過去半世紀的暖化極可能是人類排放過多溫室氣體所造成的,而且認為溫室氣體的排放無法控制導致人為溫室效應持續擴大的情況下,全球平均氣溫到21世紀末,將再上升攝氏1.1-6.4度。最近的研究報告則發現,過去百年氣溫的上上下下與北大西洋海溫的多年代震盪有關,是屬於自然因素造成的數十年週期震盪。未來20-30年,海溫震盪將近入偏冷的狀態,可能暫時抵銷人為溫室效應的暖化作用。或許,因為最近北極震盪帶來的極冷天氣,有意無意間媒體竟然將這個可讓暖化趨勢趨緩的可能現象,以訛傳訛擴大成迷你冰河期即將來臨的說法。

今年觀察到的北極震盪屬於一個季節以內的變動,聖嬰現象則是跨年的變動(稱為年際變化),多年代震盪則是數十年的變動,未來的人為全球暖化則是上百年(甚至更長)的變遷趨勢。這四種現象的時間尺度不同,可以共存不悖。如果人為全球暖化確實發生,多年代震盪的存在,可能在數十年間對暖化趨勢有所調整,聖嬰與反聖嬰現象影響年際間的變化,北極震盪影響季節以內的天氣變化,但可能都無法逆轉勝,讓暖化不發生。亦即,如果目前的偏冷狀態只是短期現象,而不是長期趨勢,則全球暖化趨勢仍將無法避免。

人為全球暖化預告的前提是溫室氣體排放無法抑制,並未考慮其他自然變化的因素(如火山爆發的火山灰的冷卻效應),批評者因此認為這個預告有許多漏洞。這確實是事實,但是未來的全球暖化並不是氣候預報,而是依據人類排放溫室氣體的可能情境,推估出來的可能暖化程度。有點像台灣高中生依據大學指考成績作落點分析,作為填寫志願的參考。落點分析不見得準確,卻是有價值的參考依據。以我們目前所瞭解的多年代震盪的影響幅度大約只有攝氏零點幾度,平衡長期暖化趨勢的效果有限,況且它的變動有時會與全球暖化趨勢有加成效果,使得暖化更為嚴重。或許,自然界會有我們無法預知的大型冷卻作用可以抑制人為暖化。若要能夠抵銷1.1-6.4度的暖化,這種冷卻效應的規模將會十分龐大,比如年年發生的大型火山爆發,但也將帶來比暖化更加嚴重的衝擊與災難。更何況,這些冷卻效應是否發生,完全無法預知,更無法用來判斷未來氣候的可能落點,因此是無效的寄望。或許,我們寧可選擇「相對緩慢」的人為暖化,積極面對這項前所未有的危機,採取各項防制與調適措施,極盡所能將可能的衝擊降到最低。

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