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2020/12/31 臺灣氣候變遷推估資訊與調適知識平台電子報044期 661 點閱人次
封面故事

 

氣候變遷下豪雨災害對落花生收成的影響

作者:黃亞雯 國家災害防救科技中心 專案佐理研究員、王俊寓 國家災害防救科技中心 專案佐理研究員

 

  在臺灣落花生主要栽培區域分布於雲林縣與彰化縣,其中雲林縣產量占全臺78%,為落花生重要產區。落花生生長較不受日照及雨量影響,惟收穫期莢果不宜長時間浸泡於潮濕土壤中,以免果實發芽或是潮濕發霉等影響收成。近年已普遍以聯合收穫機採收,較少以人工手動採收方式。落花生可分為春作與秋作,大致上種植期為春作2至6月,秋作8至12月,依照地區時間有些許差異。每年五、六月為春季落花生收成的季節,而近十年豪雨受損情形發生頻繁,造成農民半年心血泡湯,未來氣候變遷下情況會如何變化,應如何調適與改善呢?


圖1 109年0522豪雨雲林縣落花生勘災(左:農民訪談、右:落花生受損情形)。(攝影:黃亞雯)

  本研究將評估氣候變遷全球平均溫度上升至1.5與2℃(固定增溫情境)時,春作落花生於5至6月間收成時期受豪雨災害之衝擊,並以總雨量及其改變量探討過去與未來之差異。固定增溫的情境設定為全球平均溫度相對於工業革命前(1850-1900)的上升幅度,根據CMIP5氣候模式推估的結果,1.5℃情境之推估時段中位數為2029年;2℃情境之推估時段中位數為2045年,升溫的逐年變化如圖2所示。由於固定增溫情境只須考慮全球增溫幅度且系集成員更多(分別有98個和83個系集成員),因此可減少未來推估情境的不確定性,提供更具可信度的推估結果。固定增溫情境降雨年循環變化可發現,2至4月降雨減少,其他月份降雨皆增加,又以6至9月幅度最大。


 

圖2 觀測與模式推估全球平均溫度距平圖。此圖為相對於工業革命前的增溫幅度,經模式推估,黃色線為世紀末超過1.5℃但未達2℃之系集模擬分布;紅色縣為世紀末超過2℃之系集模擬分布。資料來源:TCCIP。

  目前常見的落花生品種始花期約在發芽後25~45天,生育105~140天可收穫。以雲林縣為例,模式資料解析度為五公里網格資料,雲林縣共包含71個網格,如圖3所示,將各旬總雨量進行網格平均,各旬總雨量如圖4所示,並將未來推估與過去相減計算為總雨量改變量,各旬平均改變量如圖5所示。由圖4中可以看出:於二月上旬起至五月上旬為雨量減少較明顯區間(偏乾),最嚴重為3月下旬,降雨減少1.5℃達-16%、2℃達-19%,而五月中旬起至九月下旬,為豪雨及颱風季節,雨量有明顯增加趨勢(偏濕),6月中下旬降雨增加比率皆超過20%以上,其結果與「臺灣氣候變遷科學報告2017」分析結果一致:未來濕季雨量將增加,而乾季雨量將減少。以春季落花生生長期來看,收穫期約在五月中旬至六月下旬間,期間六月中下旬降雨量明顯增加,將造成收成難度增加,若不及時採收,甚至造成莢果受損。


圖3 雲林縣五公里網格分布圖。紅色方格為5公里*5公里尺度,雲林縣共包含71網格。
 


圖4 雲林縣各旬網格平均總雨量。灰色為觀測網格平均總雨量;黃色線為1.5℃情境網格平均總雨量;紅色線為2℃情境網格平均總雨量。網格平均總雨量為觀測值加上平均改變量。

 

 
圖5 雲林縣各旬總雨量網格平均改變量。黃色線為1.5℃情境雨量改變量;紅色線為2℃情境雨量改變量。落花生開花期大致為2月下旬至4月上旬;收穫期大致為5月中旬至6月下旬。

  以雲林縣落花生栽培位置(資料來源:行政院農業委員會農業試驗所)分別套疊兩個情境降雨改變量分布圖,挑選春季落花生生長期間,乾溼變化量最大的兩個旬,分別為三月下旬最乾;六月中旬最濕,如圖6所示。以乾季來說,東南方乾旱情形最為嚴重,逐西北方遞減,對於落花生現況栽培區域,雖有偏乾情形,惟加強開花期灌溉應可改善其變遷影響。以濕季來說,落花生栽培位置皆有明顯雨量增加情形,可能造成農損加劇,採收後自然曬乾難度增加。

 
圖6 雲林縣落花生栽培位置與總雨量改變量分布圖。標註綠色為落花生種植區域(農業試驗所提供),總雨量改變量紅棕為改變量為負值;藍色為改變量為正值,顏色越深表示偏乾或偏濕越嚴重。


  落花生於收穫期間,若遭受連續降雨,根部與果實浸水超過3天即可能造成損失,然氣候變遷下,自播種到四月底,乾季乾旱將加劇,為提供花期所需足量水分,建議加強灌溉,而於豪雨季間遭受豪雨災害情形加劇,建議可推廣生長期較短品種,避開六月以後豪雨季節。


參考文獻

  1. 行政院農業委員會(2019)。108年農業統計年報。台北市:行政院農業委員會。
  2. 行政院農業委員會(2018)。107年農業統計年報。台北市:行政院農業委員會。
  3. TCCIP計畫辦公室(2015)。全球氣候變遷/在地科學資料自己的氣候自己算。臺灣氣候變遷推估與資訊電子報,第001期。檢自URL:https://tccip.ncdr.nat.gov.tw/km_newsletter_one.aspx?nid=20150806163056 (2020.12.30)。
  4. 周佳、李明安、許晃雄、洪志誠、盧孟明、陳正達等(2017)。臺灣氣候變遷科學報告2017第一冊物理現象與機制(完整版)。
  5. 童慶斌、國家災害防救科技中心、李培芬、林幸助、李明旭、盧虎生等(2017)。臺灣氣候變遷科學報告2017 第二冊 衝擊與調適面向(完整版)。
  6. TCCIP計畫辦公室(2015)。TCCIP官網資源介紹:IPCC 第五次評估報告 第一工作小組 – 物理科學基礎- 給決策者摘要完整翻譯。臺灣氣候變遷推估與資訊電子報,第002期。檢自URL:https://tccip.ncdr.nat.gov.tw/km_newsletter_one.aspx?nid=20150828115200 (2020.12.30)。
  7. TCCIP計畫辦公室(2016)。TCCIP第二期重要成果系列報導之三_多元的統計降尺度應用。臺灣氣候變遷推估與資訊電子報,第007期。檢自URL: https://tccip.ncdr.nat.gov.tw/km_newsletter_one.aspx?nid=20161130103652 (2020.12.30)。
  8. 黃亞雯、王俊寓(2020)。氣候暖化情境下落花生之衝擊評估。109年農業工程研討會,p.100-101。

 

延伸閱讀

  1. 行政院農業委員會,落花生主題館 (連結
  2. 國家災害防救科技中心,電子報 (連結)

 

2020年TCCIP資料應用分析與應用趨勢

作者:孫天祥 專案佐理研究員

隨著2019年九月底,「TCCIP氣候變遷整合服務平台3.0」粉墨登場,我們也順勢推出了全新「氣候變遷資料商店」讓使用者下載資料就像購物一樣方便!如今在經過一整年的經營之後,讓我們一同透過「氣候變遷資料商店」(以下簡稱資料商店)下載資料分析,來看今年臺灣氣候變遷資料應用趨勢吧
 

一、TCCIP氣候變遷資料的需求在哪?

  對於TCCIP氣候變遷資料有使用需求的人不外乎是有下列四種需求之一:
  1. 學術研究
  2. 執行計畫
  3. 教學使用
  4. 產業應用
  因此在全新的TCCIP氣候變遷資料商店中申請資料時,每位使用必須填寫其使用目的,大家猜猜,哪個種類需求的下載次數最高呢?
 
  根據過去一年來使用者所填寫的使用目的,我們可以發現教學用途占了最大宗高達39%,其次是執行計畫,也有31%下載,接著是學術研究使用佔了25%,最後才是產業應用(5%)。(如圖1)
 
  當我們進一步深探使用者下載資料後的應用成果產出時會發現,學術研究的成果大多會以論文或期刊等方式呈現;執行計畫的成果則是在計畫完結時會出版計畫報告;(編註:請參考「外界引用」頁面 ;產業應用的成果大部分都是公司內部使用,少有機會獲知其詳細產出,但仍有部分產業可以透過新聞媒體來呈現其產品。(編註:請參考「媒體引用」頁面)。最後是教學使用的部分,由於大部分教學使用的使用者是因應課堂上或專題中的需求,處於學習&嘗試階段,即使下載資料後也少有應用產出,因此在本篇文章接下來的討論中將全數移除「教學」用途的下載數,在此暫不討論。
 
圖1 氣候變遷資料商店上線一年以來,下載資料用途分類與其佔比。TCCIP資料下載用途可分為教學、計畫、研究與產業應用等四類。
 
 

二、氣候變遷資料商店也有三倍券?

  自2012年四月起,TCCIP便開始提供氣候變遷推估資料服務,當時V1還是透過紙本申請表進行申請,能見度與使用度還在萌芽階段,這時的月平均申請量僅有每月1.46筆。隨著計畫進展,2014年四月開始了第二代TCCIP氣候變遷資料服務網站,順利將資料申請流程全面數位化,民眾可以透過先線上填寫申請表格,再獲取下載連結的方式取得氣候變遷資料,這套做法前後一共用了超過五年,平均每月7.14筆申請數,為TCCIP資料服務打下良好的基礎。。
接著,自2019年九月起「TCCIP氣候變遷整合服務平台3.0」正式上線,至2020年九月底止,「資料商店」啟用的第一年,TCCIP的資料使用者一共透過「資料商店」下載資料達270次,平均每月21.38次下載。與過去V2時期的月平均下載次數相比,成長至299.5%。(圖2)
 
圖2 TCCIP資料服務月平均下載次數。從左到右依次為第一代紙本申請、第二代網路申請與第三代資料商店。
 
 

三、英雄來自四面八方,TCCIP資料使用者來自?

  這個標題可以分為兩個方向:
A. TCCIP資料使用者來自那些單位?
B. TCCIP資料使用者來自那些地區?
 
  先從單位開始說起,透過收集過去一年來「資料商店」使用者所提供的資料顯示(如圖3)將近七成的資料使用者是來自大專院校,其次則是產業界人士的下載應用(包含顧問公司、金融業、能源業與媒體業等)佔12.59%;政府機關也佔了9.35%,包含農委會、經濟部、衛福部與地方政府等…;另外中研院、工研院、國衛院等研究機構也是為數不多但重要的資料使用者;最後則是有少部分關注環境議題的非政府組織(NGOs)也對TCCIP所產製的氣候變遷資料展現出相當高的興趣。
 
  接著依據申請者單位所在地進行進一步分析(結果如圖4),發現資料申請者多數來自台北市(44.0%)、台中市(15.5%)、台南市(10.1%)、桃園市(9.0%)、與高雄市(6.1%)…;總計六都申請件數更佔了全部的87.4%。可以看出目前對於氣候變遷資料的研究與應用都還是集中在六都。
 
圖3 TCCIP資料申請者所屬單位佔比圖。可以看出大專院校為TCCIP氣候變遷資料的主要供應對象。
 
圖4 TCCIP資料申請者所屬單位分布圖。依照申請者所單位所在地所對照的縣市作圖,可以看出資料申請者大多集中在六都。
 
 
 

四、資料下載也有旺季&淡季?

  接著,我們嘗試著將過去一年的逐月下載申請數,與過去同期作個比較,發現除了年代之間的增加趨勢之外,月與月之間似乎也有著一些趨勢,透過三維座標作圖後可以發現(如圖5),似乎存在著2-5月與10-11月兩個旺季、7-9月則是下載數較少的淡季。
為什麼資料下載會有淡旺季的差別呢?回過頭來看看資料使用者來自那些單位,答案就顯而易見了:由於絕大部分的資料使用者是來自大專院校,配合上下半學年度制,因此大多數人都是在開學過後大約一個月左右才進行資料申請的呀!
 
圖5 分別以「下載月分」、「年份」與「TCCIP資料下載數量」為X軸、Y軸與Z軸做成三維座標圖。便可以看出資料下載的旺季在2-5月以及10-11月,相對的7-9月是資料下載的淡季。
 

五、哪些領域的人最關心氣候變遷?

  最後,我們來看看哪些領域的人最關心氣候變遷、最常下載TCCIP所提供的氣候資料呢?
TCCIP依據使用者應用領域列出12大領域,可以看出最大宗資料應用是與水資源(44.24%)、氣象(39.21%)有關;其次則是農業(30.94%)與生態(27.70%)與動植物相關者;第三群則是包含水文(25.18%)、社經(23.38%)、防災(22.66%)、土地利用(20.50%)與公衛(19.06%)等於民眾較相關之議題;最後則是能源(17.99%)、地方調適(17.63%)與產業(16.19%)等政策應用的部分。
 
圖6 氣候變遷資料應用領域佔比圖。TCCIP將氣候資料應用領域分成12大領域與其他。
 
  最後,在筆者快速帶你看完過去一年來臺灣氣候變遷資料的應用趨勢之後,是否讓你覺得摩拳擦掌,躍躍欲試呢?不要猶豫了,現在就上「氣候變遷資料商店」開啟你與氣候變遷的第一次接觸吧,或許你在你感興趣的領域中也能激盪出不一樣的火花唷!
TCCIP最新消息
「TCCIP成果交流會」會議資料上線囉

 

TCCIP於2020年底舉辦了南北兩場成果交流會。現已將所有會議資料上線囉!

快來看看這場精彩的會議內容吧!

 

連結:關於我們 / 會議與活動 / 「臺灣氣候變遷推估資訊與調適知識平台計畫」成果交流會

氣候變遷新聞
2015年,聯合國通過「巴黎協定」,希望各國共同努力將全球升溫控制在2℃內,並朝升溫不超過1.5℃內努力,但這個目標現在已經岌岌可危了。國際組織氣候行動追蹤者(Climate Action Tracker, CAT)在美國總統大選後,檢視了中國和其他國家的氣候承諾,發現到了本世紀末,全球升溫可能會達......
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常問問題
Q : 自訂時間尺度的「網格平均總雨量」應如何計算?

TCCIP計畫目前提供的網格化氣候資料,資料的時間解析度有小時、日或月尺度,空間解析度為五公里。依照不同區域劃分如縣市、流域或分區,使用者可以根據研究需求進行時間和空間上的資料處理;如本研究欲分析雲林縣旬總雨量的未來變遷推估,使用的是網格化觀測日資料和AR5統計降尺度日資料,先將範圍內所有網格每一年各旬的日雨量加總,得到各旬累積雨量後計算長期氣候平均,最後再計算雲林縣71個網格之平均值,即可得到雲林縣平均各旬總雨量。

名詞小櫥窗
何謂固定增溫的情境?

根據IPCC《全球暖化1.5℃》特別報告的定義,將全球平均溫度相較於工業革命前水準(1850-1900年)上升達到1.5℃和2℃,定義為全球暖化1.5℃和2℃。TCCIP利用CMIP5全球模式推估的結果,得到個別模式的增溫1.5℃和2℃氣候時段,並使用統計降尺度日資料評估臺灣在全球增溫1.5℃和2℃時段的氣候變遷情形。

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