作者：TCCIP計畫辦公室
全球暖化與聖嬰現象
透過觀測資料與現象的佐證(如北極海冰融化、高緯度國家的冰川覆蓋範圍減少……等)，人們確信上個世紀以來，全球平均溫度已逐漸上升，且持續暖化中。大氣溫度的上升，將改變既有的天氣與氣候型態，使世界各地的豪雨、乾旱、熱浪等極端事件越趨頻繁，對生態、環境、漁業與經濟造成嚴重影響。
近一百多年來的氣溫變化中，除了長期的暖化趨勢外，亦包含週期性的年代變化，如PDO (Pacific Decadal Oscillation，太平洋年代際振盪)與年際變化，如ENSO(El Nino Southern Oscillation，聖嬰-南方振盪)。ENSO係指熱帶太平洋上，大氣與海洋間交互作用的變化。從1950年以來的資料顯示，全球經歷前三大劇烈的聖嬰事件，除1982-1983與1997-1998外，最近期是去年才經歷的2015-2016。ENSO雖源自於熱帶，卻能改變全球的大氣環流，進而影響各地的溫度與降水。
近年來的研究發現，聖嬰現象可被區分為東太平洋聖嬰(Eastern Pacific El Nino)與中太平洋聖嬰(Central Pacific El Nino，又稱為El Nino Modoki)事件，差異在於暖海水出現的位置。本文專指典型的東太平洋聖嬰事件，其週期約為2-7年。根據NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration，美國國家海洋暨大氣總署)的解釋，此現象有數種定義方式，一則以秘魯附近外海海溫氣候距平值(SST Anomaly, SSTA)為基準；SSTA須較平均值高/低達一定程度，並持續一段時間以上才可以稱之；極盛時期為當年冬季。海水溫度較高為聖嬰事件(El Nino)；海溫較低為反聖嬰事件(La Nina)。另外則是以大溪地與澳洲達爾文兩地的氣壓差異定義ENSO事件，稱為SOI(Southern Oscillation Index，南方振盪指數)。當達爾文的平均氣壓高於大溪地的平均氣壓時，稱為聖嬰年；反之則稱為反聖嬰年。
正常年時，赤道上吹東風，對流系統主要發展於太平洋西岸。聖嬰年時，秘魯外海海表面溫度較正常年高，赤道東風減弱，太平洋東側海溫的偏高使對流主要發展區域東移，，同時也使得熱帶主要降雨區域東移；另一方面，太平洋西側則因空氣下沉而抑制了降雨，易造成乾旱。相反地，在反聖嬰年時，秘魯外海海表面溫度較正常年低，將伴隨赤道上東風增強以及熱帶主要降雨區域的西移。
歷史上的聖嬰事件常伴隨著環境衝擊。聖嬰現象發生時，東太平洋沿岸的湧升流強度減弱；較弱的湧升流帶來較少的浮游生物，減少當地的漁獲量。與此同時，位處西太平洋的臺灣則因海溫的變化而造成冬季烏魚捕獲量的改變。此外，1997-1998年的聖嬰現象，也造成了印尼霾害與亞馬遜森林大火。
聖嬰事件的發生破壞了原有的天氣與氣候規律，也破壞了全球各地原有的經濟活動模式。根據英國劍橋大學(University of Cambridge)一份總體經濟的研究指出，聖嬰現象牽連糧食貨物的價格波動，對全球各國的經濟造成不同的影響。在西太平洋國家如澳洲，因聖嬰年時的大氣下沉運動抑制當地降水，容易發生大火，減少當地小麥出口量，使全球小麥價格上漲；在印度，聖嬰年造成當地季風減弱與高溫，使農作物產量不如預期，進而衍生通貨膨脹的問題。反觀位處東太平洋地區的美國加州，雖長期受乾旱所苦，聖嬰年時當地增多的降水反而紓緩了乾旱的困境。
在全球暖化的背景下，強大的聖嬰事件對全球環境的衝擊將加劇。2015年的印尼霾害就是其中一個明顯案例。全球平均溫度的上升提高了森林大火發生的機率，加上聖嬰現象所導致的下沉氣流，使當地空氣乾燥且不易降雨，一旦發生森林大火，災害將更難解除。此外，在對自然環境的衝擊上，珊瑚的白化是其中一例。珊瑚主要生長於熱帶地區，生長環境的適宜水溫為23-29℃，且水質需足夠的乾淨。然而全球暖化、汙染與聖嬰現象的加乘作用下，不僅海水變暖，海水中還溶解過高濃度的二氧化碳。NOAA科學家便發現，暖化作用與2015-2016的聖嬰現象的影響下，全球珊瑚白化的持續時間已創歷史新高。
誠如2014年一份在Nature Climate Change的研究指出，全球暖化將造成聖嬰現象發生的頻率更高、強度更強。這將造成天氣與氣候環流的變化逐漸偏離既定的軌道，使災害更為劇烈。全球暖化對生態的影響是不可逆的，在面臨物種滅絕危機的同時，原本環環相扣的食物鏈也正一步一步地在破壞中。若要抑制暖化，達成深度減碳的目標將勢在必行。
1880-2015年全球溫度距平值。資料來源: NOAA
1950年以來最強7次聖嬰事件的多重變數ENSO指標。資料來源: NOAA
(a)ENSO正常年；(b)聖嬰年；(c)反聖嬰年的海溫與大氣環流。資料來源: IRI
本文取材自：中央研究院環境變遷研究中心許晃雄副主任「當全球暖化遇上超級聖嬰」簡報與訪談錄音檔。
參考資料：
- 英國劍橋大學
- 美國國際氣候和社會研究院
- 美國國家海洋暨大氣總署
- Wenju Cai et al. Increasing frequency of extreme El Niño events due to greenhouse warming, Nature Climate Change (2014). DOI: 10.1038/nclimate2100
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