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IPCC 氣候變遷下的海洋與冰凍圈特別報告 決策者摘要 摘譯

  發表日期:2020-07-17

  作者:報告原文: IPCC   摘要報告撰文:簡毓瑭  編輯/校稿:張珈瑋、李惠玲

 

 

海洋佔了地球上97%的水資源,供地球上99%生物的生存空間,並且占了地球初級生產量的一半。除此之外,海洋吸收了氣候系統中90%多餘的熱量,提供並調節地球上大部分的水資源和天氣系統。

冰凍圈為地球表層結冰的區域,包含陸地、海洋表面及表層,以雪、冰河、冰山、海冰、凍土…等形式存在。冰凍圈的高反照率替地球減少太陽短波輻射,有助於維持地球的溫度。高山的雪、冰河等為各大河川的源頭,為下游地區人民帶來豐沛的水資源。

據統計,至2010年止全球人口約有6.7億 (~10%) 生活在高山山區、約有400萬人生活在極區。生活在這些區域的人民仰賴海洋與冰凍圈帶來的資源。而海岸為地球人口最稠密的地區,約有19億 (~28%) 的人住在海岸線100公里以內的區域,可以說地球上所有人都直接或者間接依賴於海洋與冰凍圈。

本次IPCC«氣候變遷下的海洋與冰凍圈»特別報告,針對氣候變遷對高山地區極區海平面上升以及海洋的影響,做細緻的資料整理及趨勢分析,並提出各種可行的方案,鼓勵眾人、社區、國家乃至地區之間攜手合作,創造減緩氣候變遷的最大效益。

 

1980年代至今,因地表溫度升高,冰雪覆蓋的深度、面積與時間長度都在減少。2006-2015年間,在格陵蘭與極區以外的冰河每年流失約220±30 Gt 當於每年海平面上升0.61± 0.08 毫米。極區永凍土溫度已升到歷史高點,永凍土溶解與冰河後縮減損了高山山坡的穩定度1,增加當地危害度風險。

全球增溫的結果已經影響高山生態系,包含山區植被和野生動植物的陸地和淡水生態系。適應氣候形態變化的物種會向高處遷移,而適應寒冷和降雪的物種則減少,並有可能最終面臨滅絕的命運。在部分高山地區,因水質受到冰河及溶解的永凍土中所釋放的汞所影響,生態系統將遭受潛在威脅。此外,高山冰川溶解的加速也影響著下游河川的水量。

隨著冰川和多年凍土層的減少,諸如山體滑坡、雪崩或洪水等類型的危害將增加;山區農作物灌溉水資源亦減少,導致農業產量下降;高山旅遊、遊憩與文化資產預估將受未來永凍圈變化而有負面影響。在所有排放情境中,冰河的平均夏季徑流量預估在21世紀末或之前達到最高峰,若將升溫控制在1.5°C以內會有助於人類社會適應供水的變化,並減少山區災害有關風險。

 

極區升溫 (2007-2016) 平均幅度約為每年0.29°C±0.12°C,幅度高於全球升溫約兩倍有餘。極區與高山冰凍圈的永凍土含有1460~1600 Gt的有機碳,幾乎是大氣含碳量的兩倍。預估本世紀末,近地表永凍土層 (地表下3、4公尺內) 在RCP2.6下將減少24 ± 16%、在RCP8.5下則是減少69 ± 20%,永凍土中約百億至千億噸的碳含量將被釋放到大氣中2,加劇氣候變遷。

2007~2016年間南極冰層損失量3,相較於1997~2006年間,增加了三倍;格陵蘭同一期間的損失量增加兩倍。南極的冰流與後縮的加劇,可能在幾世紀內造成海平面上升數公尺。在未來情境的推估下,預計格陵蘭冰層融化在RCP2.6情境下,將造成海平面上升0.07公尺;在RCP8.5情境下,則上升0.15公尺。

在北極,海冰已經薄化,轉變成較為年輕的冰雪。報告指出,1979~2018年間,五年以上的多年冰分布區域已縮減了約90%。北極海冰消失的情形預期將會持續到世紀中期結束;世紀末前無海冰年 (多以九月份為基準,若當月無海冰,即為無海冰年) 的概率在全球升溫1.5°C情境下為1%、在全球升溫2°C情境下,則為10%~35%。

生態系衝擊層面上,極區升溫已使得當地與冰相關之海洋哺乳動物及海鳥面臨棲地縮減的挑戰。例如,北極的太平洋和大西洋兩岸最近記錄到各種溫帶鯨種的夏季範圍向北擴展。北極地區居民,特別是原住民族,已調整了活動的時間,以應對季節性的變化與陸地、冰雪及雪地旅行條件的變化,而夏季北極船舶運輸(包括旅遊業)在過去二十年隨著海冰消退而增加,人為活動的增加也造成北極地區海洋生態系統及海岸社群風險,帶來物種入侵、環境汙染等問題。

 

1970年以來,人為驅動因子是造成全球平均海平面上升的主因,2006~2015年間,全球平均海平面上升速率為每年3.6毫米,海岸地區城市和小島國家將會是第一線受影響的地區。值得注意的是,海平面上升並非全球均一現象,而是區域而有所變動。區域之間平均海平面上升幅度的差異乃因地表冰雪流失、海洋升溫與循環變動等所致,差異幅度±30%之間。

海平面上升會對海岸造成直接的衝擊,因此導致極端的海浪高度,進而成為海岸侵蝕與氾濫的主因。根據研究報告指出,1985-2018年間,南大西洋與北太平洋的極端海浪高度每年分別增加1公分及0.8公分;依照推估結果,區域性海平面事件-每一百年出現一次極端事件-預估在2100年前於所有RCP情境下變成至少每年出現一次,而低窪的沿海城市和小島國家預估在2050年前於所有RCP情境下發生機率為每年一次,將面臨洪水和土地流失的風險。

海平面上升也嚴重影響海岸生態系統,造成棲息地縮減、物種遷徙、生物多樣性與生態系統功能喪失等問題。人類活動更有可能加劇海平面上升,因人類的屏障阻撓了沼澤與紅樹林向內陸轉移,導致海岸擠壓便是一例。報告也顯示,在具高度信心的推估下,高碳排情境中,海洋升溫、海平面上升以及潮汐變化將造成河口的鹽化以及缺氧程度惡化。

 

海洋自1970年代以來持續暖化;1993年以後增溫的速率及其吸收的熱量為1969-1993的兩倍。海洋熱浪發生的頻率加倍、更為持久,且強度與廣度都在增加。模式推估結果顯示,海洋將會在整個21世紀中持續升溫,預估世紀末將在RCP8.5情境下多吸收5~7倍的熱量(或在RCP2.6情境下,多2~4倍)。

海洋化學成分也有顯著的改變,1980年代以來,海洋吸收20%~30%人類排放二氧化碳,連鎖的化學反應造成海洋進一步的酸化。研究顯示,95%的海平面已偏離自然變異的酸鹼值。預估相較於2006~2015年,在RCP8.5情境之下,2081~2100年海洋酸鹼值將減少0.3。

海洋物理和化學成分的改變,對生態系帶來不同層面的影響。如,海洋熱浪造成大規模珊瑚白化事件,且類似事件發生頻率不斷上升。報告亦指出,即使將全球升溫控制在1.5∘C以內,幾乎所有溫水珊瑚礁仍將遭受顯著的面積損失以及局部滅絕情形,也因為海洋中二氧化碳濃度增加,在一系列的化學反應下,將導致碳酸鹽溶解,影響貝殼或骨骼之有機生物的生長、甚至導致個體死亡。這些影響將威脅物種的生存,甚至將對海洋食物鏈造成嚴重衝擊 (例如,南極蝦數量減少將影響南極生態系統)。

另一方面,有害藻華5自1980年代開始因氣候與非氣候因素出現範圍擴張與生長頻率增加的情形,部分是因為海洋升溫、熱浪、含氧量降低、優養化與污染所致。這些有害藻華阻隔了陽光,對海洋中行光合作用的細菌造成影響,間接減少氧氣的合成,海洋生物也因缺氧造成大規模死亡。這樣的現象已對糧食安全、觀光、在地經濟與人類健康造成負面衝擊。

 

因社群社會之間、社群與社群之間的適應能力存在差異,最容易也最可能受海洋與永凍圈變化影響的通常也是適應能力最低的族群,尤其是居住在地勢低窪島嶼和海岸地區、北極地區和高山地區的居民;相關災害的衝擊程度、影響延時、投入災害治理的時間等方面的差異,都對社會適切準備與應對帶來極大的挑戰。除此之外,相關災害治理在許多情況下橫跨數個管理階層與部門而過於分散,也存在資金、技術、體制等其他障礙,也阻礙了韌性建設和降低風險措施的實施,以致難以針對連鎖風險做出整合性回應。

綜合水管理和以生態系統為本的調適可降低氣候風險並產生多元且正面的社會效益,然而,以生態系統為本的調適措施僅在最低的升溫水準下有效;以珊瑚為例,在目前升溫趨勢下,全球各地珊瑚已經處於高風險狀態,若全球升溫超過1.5°C,復育珊瑚礁的可能微乎其微。此外,海洋再生能源可支持氣候變遷調適,從離岸風力、潮汐、海浪、熱力到藻類生質燃料中提取能源,針對這類替代能源的新興需求有望為海洋再生能源行業帶來經濟機會。

海平面上升得越高,海岸防護就越具有挑戰性,主要是面對隨之而來的經濟、金融和社會方面的挑戰。減少在地暴露度和脆弱性,像是減少海岸城市化與人為所致地層下陷,都將是有效的應對措施。雖然海岸城市的早期預警系統與建物防洪措施成本低且效益高,但是,在海平面上升和海岸災害增加的情況下,除非與保護、居住、生態系統為基礎的調適、海岸發展與計劃性遷移等各種選項結合使用,否則,僅是單一措施或部份措施,效果會降低。如果有其他地方,包括保護、居住、生態系統為基礎的調適、海岸發展與計劃性遷移等所有選擇,都可以在這樣整合性應對措施中扮演重要的角色。

因應氣候變遷所帶來的危機,關鍵在於減碳以及持續協調的調適行動。若能控制碳排放,透過低碳途徑模式結果可知,本世紀及往後海洋與永凍圈變化的風險可有所降低,並能提供人類社會更多的時間做出更有效的應對措施。在調適方面,建議與地方和原住民族群建立穩定的多方聯繫,了解各地的特色和變化;加強跨規模、跨轄區、跨部門、跨政策領域和規劃範圍的合作與協調,包括條約和公約中的區域合作也能有利於調適行動的實施。除主管機關間的跨部門合作,提倡氣候素養亦可提高公眾對地方性風險意識和應對之潛力。各層級上的氣候教育有助於整體社會學習和對氣候變遷的應對能力,從而降低風險並強化韌性,也有助於相關氣候政策的實行。

 

參考資料

 

延伸閱讀

  1. 勃朗峰冰川因氣候變遷而有崩塌危機尼泊爾高山探險家見識到氣候變遷帶來的影響
  2. 北極暖化的土壤將釋放大量的碳
  3. 南北極海冰創新低紀錄
  4. 海洋及冰凍圈過去及未來變化(IPCC圖)
  5. 氣候變遷衝擊 美國全國性的毒藻危機將成常態

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