問題與目標

隨著大氣的二氧化碳濃度增加，透過模擬大氣或海洋等的大氣環流模式（General Circulation Model, GCM）預測到2100年全球平均溫度將上升，最顯著的溫度變化出現在較高緯度和陸地區域，例如：加拿大和俄羅斯大部分地區的冬季溫度預計將上升6–10℃，夏季溫度則上升4–6℃。全球降水預測變異則較大，顯示氣溫上升將導致陸地蒸發增加，間接使地表可使用水減少，增加極端乾旱或極端降水的趨勢。受到全球暖化影響，預期森林也將向北移動，以躲避升溫的危害。隨著氣候有逐漸溫暖和乾燥的趨勢，森林火災有可能加劇，使更多碳釋出及碳儲存減少，導致北方的生態系統在火災和暖化之間形成一個持續的負循環，因此，科學家開始利用大氣環流模式估算未來火災的規模。發現氣候升溫的情況下，加拿大及俄羅斯具有嚴重火災條件的地理範圍正在擴大，而北半球的閃電頻率也會增加並增高火災機率。

圖1. 2006年加拿大中部內陸的Nazko地區發生森林大火。（來源：參考網址1，Macpablo_Campbell_River）

採取的改善作為

• 收集俄羅斯與加拿大氣候站過去(基期：1980-1989)的氣候資料，使用四種大氣環流模式模擬未來兩倍二氧化碳濃度情境的平均每月溫度和降水的資料。
• 以加拿大森林火險天氣指數(Fire Weather Index, FWI)劃分出森林潛在火險等級轉換為每日嚴重等級（DSR），再轉為以每月嚴重等級（MSR）及季節性嚴重等級（SSR）表示。MSR或SSR值超過7表示極端的火災潛力，值在3和7之間表示高到非常高的潛力，值在1和3之間構成中度的火災潛力，而值<1則相當於低火災潛力。
• 使用地理資訊系統（Geographic Information System, GIS）對未來暖化情景以MSR及SSR估算火災危險等級的面積。

成效

基期的模擬結果（圖2）顯示5月嚴重等級的火災主要位於加拿大及俄羅斯的中南部，但在6月隨之擴大，尤其是西伯利亞地區。而加拿大的東及西邊有明顯的差異，反映出兩區具有不同的氣候。四個大氣環流模式所模擬嚴重等級的火災結果相當相似（圖3），加拿大中部及西伯利亞嚴重等級的火災區域皆有顯著增加。另外，以加拿大氣候中心的全球循環模型模擬的結果（圖4）與基期（圖2）相比，火災季節隨二氧化碳濃度增加有提前的趨勢，並且嚴重等級的火災區域顯著大幅增加，季節模式變化（圖3）則說明每年嚴重等級的火災不但提早甚至有延後結束的趨勢。

• 透過本研究案例可以得知未來火災的頻度及程度會更加頻繁與嚴重，周期有縮短的趨勢。森林火災將導致森林結構產生變化（成熟轉為幼年），使森林從原本的碳匯（carbon sink）變成碳源（carbon source）。
• 研究結果建議可採用更高解析度的模型來進行模擬，以更詳細的數據，提供火災管理規劃參考。

圖2. 根據基期的氣候將5至8月的每月嚴重等級（MSR）呈現在俄羅斯及加拿大地圖，

可以看到5至6月嚴重等級的火災逐漸提高、7至8月漸緩。（來源：參考網址2）。

圖3. 基期及未來高二氧化碳濃度情境下四個全球循環模型的火災季節性嚴重等級（SSR）結果。

a.基期；b-e分別代表不同的全球循環模型（GCMs）（來源：參考網址2）。

圖4. 加拿大氣候中心的全球循環模型模擬未來高二氧化碳濃度情境的5至8月每月嚴重等級（MSR）結果。

（來源：參考網址2）

可供臺灣參考之處

參考文獻

 Climate Change and Forest Fire Potential in Russian and Canadian Boreal Forests

https://doi.org/10.1023/A:1005306001055

參考網址

https://flic.kr/p/p1GC2

https://link.springer.com/article/10.1023/A:1005306001055

附件

延伸閱讀