發表日期：2024-12-06     作者：國家災害防救科技中心 曾宏偉 專案助理研究員

 

氣候變遷科學報告在氣候變遷風險評估與調適上扮演非常關鍵角色，其主要藉由觀測與推估的科學數據來解釋氣候現況與未來趨勢，從客觀角度分析氣候資料與說明氣候變遷造成的改變，並探討氣候變遷對於不同領域(例如：環境與農業領域)可能造成之影響，對於氣候變遷風險評估與調適而言是非常重要的參考資訊，可作為政府單位在因應氣候變遷調適行動方案之決策參考依據。

以美國為例，美國全球變遷研究計畫(US Global Change Research Program)大約每4年提交國家氣候報告(National Climate Assessment)至總統與國會，目前最新版本氣候變遷科學報告為2023年11月發布的美國第五次國家氣候報告^[1] (簡稱：美國氣候變遷科學報告)，其報告涵蓋大量且豐富之科學數據，可提供中央地方作為決策支援資訊，以用於評估與溝通全球氣候變遷對於美國本土造成的相關風險。而臺灣氣候變遷科學報告則配合聯合國政府間氣候變遷專門委員會(Intergovernmental Panel on Climate Change)釋出氣候變遷評估報告時程，約每5至7年更新發布臺灣版氣候變遷科學評估報告，目前最新版本氣候變遷科學報告為2024年5月發布的「國家氣候變遷科學報告2024：現象、衝擊與調適」^[2](簡稱：臺灣氣候變遷科學報告)，報告以臺灣為主體，彙整國內外氣候變遷相關之科學研究階段性成果，期待將科學數據導入相關領域之風險評估與調適，以強化臺灣科學數據的落地應用。

本文比較上述兩本國家層級的氣候變遷科學報告，瞭解氣候變遷在美國與臺灣所遺留的足跡與其未來的可能發展，用科學數據傳遞氣候風險評估與調適之關鍵資訊(key message)，以下將分別從氣候變遷的歷史足跡(已經觀測到的科學數據)與氣候變遷未來的可能發展(模式推估的未來資料)，一窺氣候變遷在美國與臺灣所造成的改變。

 

氣候變遷科學報告藉由長期歷史資料分析，檢視氣候變遷所遺留的足跡，將客觀數據分析成果總結為關鍵訊息，讓大眾、產業、政府以及學界快速瞭解氣候變遷已經造成的影響，包含空間與時間上特性的改變，以利釐清災害可能發生熱區與時間。例如：美國氣候變遷科學報告提出美國平均日均溫與平均年降水之變化分析成果(圖1)，其分析結果顯示：在氣溫部分，美國本土整體氣溫有明顯暖化情況，尤其西南部、中西部、阿拉斯加及東北部皆增加超過華氏2度(2°F)；而在降水部分，東部與中部降水增加約5%至15%，西南部則為減少約10%至15%。

 

 

而針對氣候變遷在臺灣所遺留的足跡，臺灣氣候變遷科學報告基於臺灣長期測站資料，探討溫度、雨量、風速、海溫、潮位以及颱風特性等多種變量在時間與空間上的變化。從臺灣長期氣溫與雨量觀測資料分析結果指出(圖2)，平均氣溫於1920至1940年緩慢上升，1940至1980年持平，而1980年後開始有較大幅度的增溫，且增溫幅度明顯高於其他時段；而臺灣整體雨量變化無明顯長期趨勢，而正負距平(多雨年與少雨年)差異在1930至1970年間與2000年後較大。

 

 

針對未來氣候的變化與其可能造成的影響，氣候變遷科學報告主要係藉由分析不同氣候模式推估結果，瞭解氣溫與雨量等變量在氣候變遷影響下可能的變化情況，並據以進行相關衝擊分析。例如：美國氣候變遷科學報告以植物生長時之水量供需為議題(農業乾旱)，進行2036至2065年氣候缺水值(climatic water deficit)分析，評估氣候變遷對於自然植物生長可能造成之影響。其分析結果指出：在中度暖化情境(RCP4.5)下(圖3)，全部模式推估值之平均顯示美國幾乎大部分區域的氣候缺水值都呈現增加情況，氣候變遷使得植物生長條件出現惡化(無法滿足需水量)，尤其是中部(北美大平原)與南部之增加最為明顯。其中，較乾20%模式推估值之平均相較於全部模式推估值之平均，氣候缺水值增加範圍更廣且其強度更強；但較濕20%模式推估值之平均則顯示中部與南部氣候缺水值轉為減少，植物生長條件開始出現好轉，惟西部氣候缺水值即使在較濕推估結果中仍然呈現增加情況。

 

 

而針對臺灣的部分，為瞭解未來雨量情況，臺灣氣候變遷科學報告分析不同全球暖化程度(GWLs)下臺灣溼季與乾季雨量變化的空間分布(圖4)，分析結果指出：就濕季雨量而言，在GWL 1.5°C與GWL 2°C下，全臺各地雨量有微幅增加趨勢(多為0%至5%之間)，在GWL 3°C下全臺各地雨量增幅上升至5%至15%之間，而在GWL 4°C時，全臺雨量增加幅度更為明顯，且模式間有相當高的一致性，中部與南部沿海、澎湖以及臺東的雨量可能增加超過30%；而就乾季雨量而言，在GWL 1.5°C與GWL 2°C，模式推估平均雨量在臺灣西南部有略為增加趨勢，但全臺其餘區域多半有雨量減少情況，尤其是東北部與東部地區。在GWL 3°C與GWL 4°C下，全臺各地乾季雨量減少趨勢更加明顯，特別是東北部與東部地區，減少幅度可達10%至15%，且不同模式間有較高的一致性。此外，臺灣氣候變遷科學報告亦於第4.1節「水議題」針對與乾旱較為相關的因子(強化水文應用連結)進行探討，其結果指出：未來臺灣北部、中部以及南部之連續不降雨日數皆有一致延長情況，且大部分月份水源潛能量(Q85)有減少趨勢。另外，未來發生「梅雨季雨量延遲」與「颱風季雨量延遲」之可能性有增加趨勢，亦即未來極端水文情況將更加頻繁發生。

 

 

藉由回顧美國與臺灣的氣候變遷科學報告，可從報告瞭解氣候變遷所遺留的足跡與未來可能改變，並將客觀數據分析成果總結為關鍵訊息，讓大眾、產業、政府以及學界快速瞭解氣候變遷已經造成的影響，包含空間與時間上特性的改變，以利釐清災害可能發生熱區與時間。臺灣藉由整合氣候變遷相關之階段性科研成果，以臺灣為主體發表本土化之氣候科學報告，期待將科學數據導入相關領域之風險評估與調適，強化臺灣科學數據的落地應用。

 

 

• IPCC氣候變遷第六次評估報告「衝擊、調適與脆弱度」之科學重點摘錄與臺灣氣候變遷衝擊評析更新報告
• 美國國家氣候評估報告-美國氣候變遷衝擊

 

 

美國氣候變遷科學報告中觀測資料(圖1)係採用美國國家海洋暨大氣總署之觀測資料庫，主要觀測水文變量包含最高溫、最低溫、平均溫以及降水，其時間解析度可分為月尺度與日尺度，兩種時間尺度資料之時間涵蓋範圍分別為1895年迄今與1951年迄今，而其空間解析度則為1/24經緯度。

臺灣氣候變遷科學報告中觀測資料(圖2)係採用長度超過百年的6個氣象署署屬測站(臺北、臺中、臺南、恆春、花蓮以及臺東)，其時間解析度為日尺度，資料時間涵蓋範圍由1900至2022年，共計123年。

 

美國氣候變遷科學報告中針對氣候變遷下年氣候缺水值之變化分析(圖3)，其採用未來推估資料係由中度暖化情境(RCP4.5)下32個CMIP5氣候模式資料所組成，為瞭解氣候變遷推估資料之不確定性，其於影響分析上進一步區分為三群推估資料：(1)將全部模式推估雨量進行排序，挑選推估雨量最低的20%模式推估值，藉由計算其平均值用以代表較乾的推估結果(即較乾20%推估值之平均)、(2)全部推估值之平均、以及(3)將全部模式推估雨量進行排序，挑選推估雨量最高的20%模式推估值，藉由計算其平均值用以代表較濕的推估結果(即較濕20%推估值之平均)。此外，於中度暖化情境(RCP4.5)與高度暖化情境(RCP8.5)下美國世紀中的水文變化相似，故僅採用中度暖化情境(RCP4.5)作為情境代表進行相關氣候變遷影響探討。

臺灣氣候變遷科學報告中臺灣溼季與乾季雨量變化的空間分布(圖4)，主要是應用統計降尺度後的第6期耦合模式比對計畫(Coupled Model Intercomparison Project Phase 6, CMIP6)模擬資料，以基期(1995至2014年)氣候值為基準，探討不同全球暖化程度(Global Warming Level, GWL)包含GWL 1.5°C、GWL 2°C、GWL 3°C以及GWL 4°C下，氣候變遷對於臺灣溼季與乾季雨量可能造成的影響。

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[1] USGCRP, 2023: Fifth National Climate Assessment. Crimmins, A.R., C.W. Avery, D.R. Easterling, K.E. Kunkel, B.C. Stewart, and T.K. Maycock, Eds. U.S. Global Change Research Program, Washington, DC, USA.

[2]   許晃雄、王嘉琪、陳正達、李明旭、詹士樑，2024，國家氣候變遷科學報告2024：現象、衝擊與調適 [許晃雄、李明旭 主編]，國家科學及技術委員會與環境部聯合出版。

 

本文轉載自「臺灣氣候變遷推估資訊與調適知識平台電子報077期」：

曾宏偉，2024：從水文應用角度看臺灣與美國氣候變遷科學報告。臺灣氣候變遷推估資訊與調適知識平台電子報，第77期。