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2018/12/03 臺灣氣候變遷推估資訊與調適知識平台電子報023期 3637 點閱人次
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看IPCC《全球暖化1.5℃》,談臺灣的氣候變遷衝擊研究

作者:朱吟晨 專案佐理研究員

聯合國跨政府氣候變遷專門委員會(Intergovernmental Panel on Climate Change,IPCC)乃一國際科學組織,蒐集並分析氣候變遷相關的學術研究文獻,以全球為探討對象,約每六年出版一份科學報告,內容囊括全球最新穎的氣候變遷研究、衝擊評估與調適措施等。自1990年出版第一次評估報告後,IPCC陸續在1995、2001、2007、2014年出版第二-五次評估報告;預期2022年將出版第六次評估報告。

今年10月,IPCC於例行出版評估報告之餘,特別出版《Global Warming of 1.5℃》特別報告(後譯為《全球暖化1.5℃》)。

為甚麼IPCC要出版這份報告?

在《全球暖化1.5℃》的序言裡,IPCC特別提及本次的出版是受聯合國氣候變化綱要公約(United Nations Framework Convention on Climate Change,UNFCCC)之邀,呼應世界各國在2015年COP 21上達成的共識—巴黎協議(Paris Agreement),亦即為對抗氣候變遷,全球同意將目標定為「控制地表升溫不超過工業革命前的2℃」,積極目標則為1.5℃。

IPCC選擇趕在今年年底COP 24舉行之前出版《全球暖化1.5℃》,除為重申全球現存的暖化現象、未來的推估暖化情境、其可能造成的衝擊與危機,更強調增溫1.5℃與2℃對全球造成的災害衝擊,並比較這兩種升溫情境的顯著差異,期以嚴謹的科學數據佐證,使全球認知積極減碳與調適策略的重要性。

《全球暖化 1.5℃》的重要訊息

《全球暖化1.5℃》完整版以技術摘要為始,之後包含五個章節,依序描述暖化1.5℃的推估情況、以永續發展為前提的1.5℃減碳路徑、暖化1.5℃對自然與人類的衝擊、全球因應暖化1.5℃的強化與施行,並以達成永續發展、根除貧窮、降低不平等三大項目為宗旨。

較精簡的《全球暖化1.5℃—決策者摘要》則分為四大主題,其內容與重點擷取如下,詳細內容請參閱本網站「氣候專欄」轉載自台達電子文教基金會所編譯之《IPCC 地球暖化 1.5°C 特別報告—決策者摘要》

A. 瞭解地球暖化1.5℃:

據估計,人類活動所導致的地球暖化,已使全球地表平均溫度超過工業革命前的約1.0°C;若以目前暖化速度持續增加,可能在2030年到2052年間,地球暖化便會達到1.5°C。在地球暖化程度達到0.5°C的期間內,已發現極端氣候與天氣的強度、頻率有增加的趨勢。

B. 氣候變遷推估、潛在衝擊及相關風險:

根據多個氣候模型所預估之可靠結果顯示,現今溫度與地球暖化1.5°C之間,及1.5°C到2°C之間,兩者的區域氣候特性存在差異。

由於陸地的極端溫度會高於地球表面均溫,推估中緯度地區的極端熱天在地球暖化1.5°C時,升溫可達約3°C、地球暖化2°C將達到約4°C;高緯度地區的極冷夜晚,在地球暖化1.5°C時,升溫可高達約4.5°C;地球暖化2°C時可高達約6°C。推估未來多數陸地區域的熱天數會增加,且以熱帶地區增加最多(圖1)

圖1:由於世界各地的溫度變化並不一致,本圖為當全球地表平均溫度增加至工業革命前的1.5°C(左側)與2°C(右側)時,推估的溫度變化分布,包括最熱天的平均溫度變化(上排)、最冷天的平均溫度變化(下排)。圖片來源:《全球暖化1.5℃》常見問題

C. 與暖化 1.5°C 一致的排放途徑和系統轉變:

在地球暖化 1.5°C(或有限衝破 1.5°C)的途徑中,二氧化碳淨排放需於2030 年前,降至 2010 年水準之45%,並於2050年達到碳中和;如要限制地球暖化不超過 2°C,二氧化碳排放量需於2030年前降低約20%,並於約 2075 年達到碳中和(圖2)。

圖2:全球地表平均溫度於1960-2017年的變化,與考量2017年後受未來人為排放情境影響,計算而得的模式推估溫度變化。圖片修改自:《全球暖化1.5℃》圖1

D. 加強全球對永續發展及努力消除貧窮的應對:

如果將全球暖化限制在1.5°C,而不只是2°C時,同時使減緩和調適加起來的效益能最大化、中間的權衡折衷最小化,將更能避免氣候變遷對永續發展、消除貧困和減少不平等的影響。

暖化後,地球會變成怎麼樣?

為使讀者更具體感受暖化對全球的衝擊,《全球暖化1.5℃》以數據呈現當全球升溫到工業革命前的1.5℃,海平面、生態、人類健康等面向將遭遇的問題,也比較升溫1.5℃與2℃造成的影響差異。

A. 海平面

在暖化1.5℃的情境下,2100年的全球海平面可能上升26-77cm(相較於1986-2005年的海平面高度);暖化2℃的情境下,海平面高度會再上升約10cm。這10cm的差異可以減少全球約1000萬人暴露於相關的風險中。

B. 生態

海域生態

在暖化1.5℃的情境下,現今70-90%的珊瑚礁都將消失;暖化2℃,99%的珊瑚礁將不復存在。

陸域生態

暖化1.5℃會使6.5%的地區經歷生態系統轉換,亦即當地目前的生態系統將遭遇風險;暖化2℃將使範圍增加至13%。

C. 人類健康

任何全球暖化的上升,皆會影響人類健康,且極可能以負面影響為主。推估在1.5°C下,假設臭氧形成之後,排放量居高不下,高溫相關的發病率、死亡率,以及臭氧相關的死亡率風險還是會比2°C低。而瘧疾及登革熱等病媒蟲傳染性疾病所帶來的風險,當升溫從1.5°C增加到2°C,地理分布範圍也可能發生轉移。

如果升溫2℃,臺灣會是怎麼樣的情況?

藉由《全球暖化1.5℃》,IPCC向全球展現暖化將帶來的嚴峻衝擊,疾呼抑制增溫程度的迫切性與重要性。IPCC並大力重申為達成目標,各國需以史無前例的手段執行減緩與調適氣候變遷的行動,方有機會減少暖化對全球的傷害。有鑒於世界各國不論是目前提交的國家自定貢獻(Nationally Determined Contributions,NDCs),或實際的施政作為,距離達成巴黎協議仍有段不小的距離。為喚起全球對巴黎協議2℃(與積極目標1.5℃)的重視,激勵各國認真看待氣候變遷的減緩與調適工作,《全球暖化1.5℃》的情境設定改採相較於工業革命前增溫的一定值,用以推估暖化在未來造成的衝擊。如「2℃情境」是界定出各個模式未來升溫達到2℃的時間區間,再推估當時可能的極端氣候現象,與其相對應的海平面上升情況、生態衝擊、對人類健康的危害等。

臺灣過去傳統上都銜接IPCC設定氣候情境的方式進行氣候變遷衝擊研究,例如IPCC第五次評估報告(AR5)的RCP 4.5或RCP 8.5。為配合國際趨勢以及未來國家氣候情境設定的可能需求,本計畫已先行測試臺灣的2℃情境下可能衝擊,推估未來的氣候,並分析其對於公共衛生、農業、水資源等領域的可能衝擊。

初步的分析結果提供參考,在2℃情境下,臺灣未來登革熱的病媒蚊分布範圍將向北蔓延,跨越北回歸線,病媒蚊的勢力會逐漸向北部地區影響;臺灣東部地區受影響的區域也增加,全臺登革熱的傳播風險有提高的可能(圖3)。此外,暖化2℃也對臺灣的一期作水稻生產造成衝擊。模式推估結果顯示受到升溫的影響,未來全臺各地的一期作水稻有減產的可能,對糧食安全將是一大隱憂(圖4)。

圖3:臺灣基期與2℃情境的登革熱病媒蚊傳播變化。左側為基期的情況,包含觀測資料與模式的比對,右圖為2℃情境的推估結果,圖上藍色虛線為北回歸線。圖片來源:TCCIP、疾管署

圖4:臺灣基期與2℃情境的一期水稻產量變化。左側為基期的情況,右圖為2℃情境的推估結果。圖片來源:TCCIP 農試所團隊

參考文獻:

  • IPCC, 2018: Summary for Policymakers. In: Global warming of 1.5°C. An IPCC Special Report on the impacts of global warming of 1.5°C above pre-industrial levels and related global greenhouse gas emission pathways, in the context of strengthening the global response to the threat of climate change, sustainable development, and efforts to eradicate poverty [V. Masson-Delmotte, P. Zhai, H. O. Pörtner, D. Roberts, J. Skea, P.R. Shukla, A. Pirani, W. Moufouma-Okia, C. Péan, R. Pidcock, S. Connors, J. B. R. Matthews, Y. Chen, X. Zhou, M. I. Gomis, E. Lonnoy, T. Maycock, M. Tignor, T. Waterfield (eds.)]. In Press.
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Q : 為什麼當全球地表平均溫度上升至一定值(如2℃),世界各地卻不會有一致的增溫效果?

全球觀測的空間分布圖顯示,隨著地表增溫,各地的暖化程度有不一致的現象,有些地區較顯著、有些地區則比較不明顯(如圖所示)。不一致的增溫效果,緣於氣候的變化受到許多因素影響,包括人類活動、自然環境、土地利用、生態系…等,都是可能改變氣候的因子。因為這些因子在世界各地的交織,造成不同的影響,也帶來不同的增溫效果。

以暖化最明顯的北極圈為例,當地的地貌以海冰為主,海冰常年覆蓋大部分的面積,較少人類活動於此。由於冰雪的反射率高,會將太陽入射的輻射大量反射回去,使得地表吸收的熱量較少。但暖化會增加融冰,減少了冰雪的覆蓋率,進而降低反射率,使地表吸收的熱量增加,又增加了溫度的上升;此正回饋效應加強了暖化程度。反射率之外,當地的雲層變化、水氣作用、大氣環流的能量傳送等效果綜合起來,使北極圈溫度上升的幅度成為全球最顯著之處。相較之下,熱帶地區不僅缺乏冰雪反射率的作用,又因人口密集,考量的因素包括土地利用、自然環境、生態系等,不同的因子作用下,也因此呈現出相異於北極圈的暖化情況。

圖:相較與1951-1980年,2013-2017年全球地表的溫度變化空間分布圖,單位為華氏溫度。圖片來源:NASA’s Scientific Visualization Studio.

Q : 2℃情境

地球氣候會受到許多因素的影響,包括人類活動、自然環境、生態系…等,都是影響氣候的可能因素。為了解氣候的變化狀況,科學家除使用理論建構氣候模式、超級電腦搭配運算,還需假定未來可能的不同社會經濟發展情境,使氣候模式能依循這些情境,計算出未來的可能氣候現象。

在IPCC第四次評估報告(AR4)、第五次評估報告(AR5)中,氣候模式分別依照未來溫室氣體排放情境特別報告(Special Report on Emissions Scenario,SRES)、代表濃度途徑 (Representative Concentration Pathways,RCPs)的情境設定,推估未來的氣候狀況。而此次IPCC出版的《全球暖化1.5℃》,為配合COP 21巴黎協議訂定的特定升溫門檻值(例如1.5℃、2℃以及4℃),不同過往呈現特定年份時期的氣候變化,呈現的是升溫達特定門檻值時的氣候變化,強調不同暖化程度對氣候帶來衝擊與嚴重性的差異。

設定特定升溫門檻值的另一優點是,可以大致掌握不同程度的衝擊影響發生的可能時間點,對於國家的調適政策上,較能確保施政的時機與政策實施的強度。本計畫後續也將配合臺灣下階段的國家氣候情境設定需求,進行1.5℃、2℃以及4℃等不同暖化情境下的衝擊評估。

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