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2020/08/06 臺灣氣候變遷推估資訊與調適知識平台電子報040期 1043 點閱人次
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氣候變遷下未來臺灣埃及斑蚊分布變化趨勢

傅宗襁、劉宇倫、張益嘉

 
 登革熱,臺灣目前最主要的蟲媒傳染病,透過帶有登革病毒的病媒蚊叮咬人類而傳播。由於蚊子是變溫動物,其生長、發育與繁殖受溫度的影響很大,因此氣候變遷下的暖化,可能會使得原來不適合病媒蚊生存的較冷地區轉變成溫暖適合的地區,進而擴大登革熱的傳播。除此之外,降雨造成的積水讓病媒蚊得以產卵,特別是間歇性降雨有利於病媒蚊孳生,由於氣候變遷造成的降雨型態改變,可能會使病媒蚊適合棲地產生改變。根據臺灣氣候變遷推估與資訊平台(TCCIP)提供的《臺灣氣候變遷科學報告2017》 (周等,2017),百餘年來(1900-2012年)的全臺均溫上升了約 1.3℃,南部山區在2000年後豪雨與大豪雨的發生次數增加,顯示臺灣的氣溫與降雨型態正逐漸改變成更適合登革熱病媒蚊孳生的環境。
 在臺灣,登革熱病媒蚊主要有兩種:分布於北回歸線以南且海拔1000公尺以下地區的埃及斑蚊,以及廣布於全臺1500公尺以下平地區的白線斑蚊。跟白線斑蚊相比,埃及斑蚊具備較高的傳播力,使得歷年來臺灣的登革熱疫情主要集中在台南、高雄、屏東地區。埃及斑蚊分布與登革熱現況風險的關係如下圖1所示,根據疾病管制署的資料 (疾管署,2016),左圖的黃色區塊為埃及斑蚊的現況分布,右圖的紅色區塊由淺到深分別表示由低到高的登革熱現況風險,可以看出深紅色的高風險區與橘紅色的中風險地區幾乎與埃及斑蚊分布的地區重合,顯示出臺灣登革熱的風險高低與埃及斑蚊的分布與否有密切關係。因此,在探討氣候變遷對臺灣登革熱疫情的影響之前,應先考慮氣候變遷對臺灣埃及斑蚊分布的影響。
 
  
圖1. 臺灣登革熱之埃及斑蚊的現況分布圖(左)與風險分級地圖(右)。埃及斑蚊現況分布圖是以黃色區塊的臺灣2003-2011年埃及斑蚊鄉鎮分布且海拔低於1000公尺區域來表示。埃及斑蚊風險分級地圖則是以2008-2017年疾病管制署的登革熱病例發生感染地資料為基礎,得到共3580筆鄉鎮年別之人次資料,從曾有病例的鄉鎮年別人次資料,分成1、2、3級(粉紅、橘紅、深紅)。以第40及第80百分位為分界,若該鄉鎮年別無登革熱病例數則歸類為0級(白),每個鄉鎮取10年來最大風險分級得到的現況風險分級。
 
 氣候變遷造成的環境變化影響層面廣泛,其中,與埃及斑蚊繁殖與擴散生長特性相關的氣候因子為雨量、溫度以及連續降雨時間長短。考慮到臺灣有春雨、梅雨、颱風降雨等不同的降雨特性,並不適用傳統一年四季(一季三個月)的天文季節,因此本研究將季節分為春(2-4)、梅雨(5-6)、夏(7-9)、秋(10-11)、冬(12-1)等一年五季的自然季節(陳,2008)。利用臺灣氣候變遷推估資訊與調適知識平台(TCCIP)所提供的歷史觀測網格化氣象日資料 (童等,2018),將2003-2011年的氣溫與降雨量以鄉鎮市區為空間單位、自然季節為時間單位進行整合後視為自變數,同時期鄉鎮市區有無埃及斑蚊分布的情形視為應變數,先以分群方法將自變數進行適當的整合,再透過正規化(regularized)羅吉斯回歸篩選出最具解釋力的整合變數後,建立埃及斑蚊分布指標以供未來推估。最後發現冬季平均日最低溫、春季累計降雨日數和春季、多雨季(5-9)、少雨季(10-1)平均日降雨量,等五個因子為主要影響臺灣埃及斑蚊分布的氣象變數。整體概念如下圖2所示。從建立指標得到的參數得知,冬季平均日最低溫、多雨季平均日降雨量對埃及斑蚊分布與否的影響為正效應,而春季、少雨季平均日降雨量、春季累計降雨日數對埃及斑蚊分布與否的影響為負效應。也就是說,未來冬季平均日最低溫上升、多雨季平均日降雨量增加、春季平均日降雨量減少、少雨季平均日降雨量減少或春季累計降雨日數減少的地區都會提高埃及斑蚊分布的可能,而有更高的登革熱潛在風險。
 
圖2. 臺灣埃及斑蚊分布指標產製方式
 
 臺灣未來的埃及斑蚊分布推估則是使用TCCIP提供的高解析度(5km x 5km)統計降尺度網格化氣象日資料,該筆資料來自於IPCC AR5 全球模式。考慮暖化最劇無減碳之氣候變遷情境(RCP 8.5),全球氣候模式只取基期降雨特徵與臺灣接近的英國HadGEM2-CC、法國IPSL-CM5A-MR、德國MPI-ESM-LR、中國BCC-CSM1.1與挪威NorESM1-M等五個模式。將上述氣象推估資料引入先前建立的埃及斑蚊分布指標後,就可以得到未來的埃及斑蚊分布。
RCP 8.5情境下相對於基期,近未來、世紀中與世紀末將五種全球氣候模式的埃及斑蚊推估分布整合成如下圖4所示。圖4中的黃、橘黃、橘、橘紅、紅點分別代表累計有1到5個模式估計該網格點有埃及斑蚊分布。可以看出近未來(2016-2035年)埃及斑蚊可能會渡過北回歸線的可能性不高;但於世紀中(2046-2065年),則有4個模式估計埃及斑蚊會渡過北回歸線到達嘉義與花蓮地區,並遍布外島澎湖;於世紀末(2081-2100年),埃及斑蚊於西部會往北延伸到臺中地區,東部則會沿著花東縱谷往北延伸到花蓮與少數宜蘭地區。但基本上不會出現在冬/春雨較多的臺北、新北、基隆、桃園、新竹、苗栗與大部分的宜蘭地區。
 
圖3. RCP 8.5情境下埃及斑蚊未來推估可信度分布圖。
 
    從埃及斑蚊的北移趨勢可以推測未來臺灣登革熱的中、高度風險區會隨之增加,但同時也表示如能事先針對未來中、高度風險區進行氣候變遷調適,例如: 分配防疫資源、進行地方公共衛生教育,以及社區動員方式徹底進行孳生源清除讓登革熱病媒蚊無適合的棲地。同時,政府亦朝向減少登革熱對人體的衝擊,積極研發登革熱疫苗、培養蘇力菌血清型H-14與沃爾巴克氏菌達到生物防治效果。期望在有限防疫資源下有效降低全國登革熱的罹患風險,以因應未來氣候變遷造成人類健康在登革熱方面的衝擊,提供臺灣未來登革熱防疫的實證基礎。
 
參考文獻
  1. 陳昭銘 (2008):台灣之自然季節。水利土木科技資訊季刊,42 期。
  2. 周佳、陳維婷、羅敏輝、李明安、許晃雄、洪志誠、鄒治華、盧孟明、洪致文、陳正達、鄭兆尊 (2017):臺灣氣候變遷科學報告 2017 - 物理現象與機制。新北市,國家災害防救科技中心。
  3. 衛生福利部疾病管制署資料開放平台 (2016):登革熱1998年起每日確診病例統計。台北市,衛生福利部疾病管制署。
  4. 童裕翔、陳正達、劉俊志、陳永明(2018):統計降尺度(日)資料評估與應用。國家災害防救科技中心技術報告 (NCDR 107-T19)。 新北市 ,國家災害防救科技中心。

 

延伸閱讀
常問問題
Q : 白線斑蚊和埃及斑蚊的分布特性有什麼差別?

 白線斑蚊分布於全臺灣1500公尺以下的平地與山區,埃及斑蚊主要分布於嘉義布袋以南各縣市,包含大部分登革熱流行地區: 臺南市、高雄市、屏東縣等。由於病媒蚊分布受溫度和濕度影響,未來氣候暖化效應可能造成病媒蚊繁殖分布改變。

名詞小櫥窗
天文季節與自然季節
 天文季節是以地球在黃道面上運行的位置而定,在北半球依照春分、夏至、秋分、冬至等四個時間點切分為春夏秋冬四季;由於天文季節具有每季長短相近、日期較固定便於記憶,且能直觀反映太陽仰角高度變化等優點,因此較能為民眾理解且接受,然而其較不能表現特定地區的氣候特徵,亦無法反映臺灣位處副熱帶地區的氣候型態。本文所採用的自然季節乃參考陳昭銘教授[1]依照臺灣之溫度與降雨的變化特性劃分,較適合本文針對埃及斑蚊之研究,摘錄其分類如下:
  • 春雨季(二-四月):由偏乾季節轉入雨季初期,溫度逐步上升。
  • 梅雨季(五-六月):溫度進一步上升,梅雨鋒面帶來全島性降雨。
  • 颱風季(七-九月):溫度升到最大值,颱風雨與雷陣雨明顯增加。
  • 秋季(十-十一月):夏季季風到冬季季風的轉換時期,天氣忽冷忽熱。
  • 冬季(十二-一月):寒流來襲,溫度最低,降雨最少。
TCCIP最新消息
農業調適示範案例即將上線

 本計畫團隊以及農試所共同與新豐鄉青農劉政祐先生合作,透過「旱田直播」方法進行農業調適示範案例。本案例已於108年度完成首次嘗試並取得初步成果,今(109)年度再接再厲,擴大「旱田直播」栽種面積,為氣候變遷調適操作案例取得更多經驗與數據。

 為呈現本調適案例之詳細過程,本計畫從播種、成長到收割,除了數據記錄與觀察,亦完整利用影音紀實,相關內容將於近期連同網站新亮點-「ARK調適百寶箱」一同上線,敬請期待。

氣候變遷新聞
自2015年來首次發現「低溫區塊」(cold blob)以來,它一直是氣候學家感興趣的話題。地球海洋溫度正隨著氣候暖化而不斷增加,然而北大西洋的一片海域中,實際上有個低溫區塊正使溫度下降。新的研究也致力在解釋、增添有關低溫區塊的更多細節。 研究表明,自20世紀中葉以來,大西洋經向翻轉環流(At......
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