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封面故事

編按: 聯合國氣候變遷大會COP29目前正在亞塞拜然如火如荼舉行,面對越來越極端的氣候,全球引頸期盼本次會議會達成什麼減緩與調適的具體成果。而氣候變遷加劇各地高溫與乾旱衝擊,處於第一線的農業、林業面臨最直接的影響!相關領域的調適策略也不斷推陳出新。因此本期電子報介紹臺灣農業乾旱與調適研究,國際上針對城市如何協助樹木遷移的討論,以及從水文應用角度看美國與臺灣國家氣候變遷科學報告,希望藉由匯集各方對於調適方法的激盪,探究與減輕生態系統、人類社會中的脆弱面向與程度,以因應不斷破紀錄的暖化趨勢。

 

農業乾旱分析與調適技術研究

姚銘輝 農業部農業試驗所 研究員
                              顏瑋利 農業部農業試驗所 研究助理
                               徐永衡 國家災害防救科技中心 助理研究員

 

乾旱對農業帶來什麼衝擊?

依據2023臺灣氣候變遷分析系列報告[1]所提供的未來氣候資料推估結果,臺灣雖然未來颱風侵襲次數將減少,但降雨、風速強度增加,極端降雨型態益發明顯,及暴雨及乾旱的發生頻率增高,同時,區域降雨量有極大差異,以2022年下半年因東北季風及颱風的共伴效應,造成臺灣東北部臨風面地區豪雨不斷,尤其宜蘭西帽山測站年雨量竟高達上萬毫米(台灣平均年雨量約2,500 毫米);同一時間,南部曾文水庫蓄水量卻僅30%,臺灣面積雖不大,但災害類型及發生頻率極高,已嚴重威脅農業穩定生產,顯然說明水資源在調配上的難度,也說明面對氣候變遷需要更多調適作為的研發及落實。

過去臺灣有所謂”三年一小旱及十年一大旱”的說法或規律,但已隨著氣候變遷的衝擊而消失,乾旱近年已逐漸成為氣候變遷及災防體系的熱門議題,近五年來侵臺颱風次數減少,颱風所帶的雨水在水資源的占比減少。由圖1來看,歷年農業災損資料中顯示乾旱的占比大幅攀升,依據臺灣氣候變遷推估資訊與調適知識平台(Taiwan Climate Change Projection Information and Adaptation Knowledge Platform, TCCIP)針對政府間氣候變遷專門委員會(Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC) AR6未來氣候情境分析[2],臺灣降雨型態將朝向極端化,豐枯季將益發明顯,尤其春季面臨乾旱風險的比例增高[3],乾旱可能成為未來常態性發生的災害類型。就水資源管理及調配而言,農業用水占整體水資源的70%,水稻休耕是面對水資源短缺在管理政策已行之有年的運作機制,尤其一期作水稻休耕的公布,是在無法確認春雨或梅雨是否帶來足夠雨水下的因應作為,但就農業生產及農民收益而言,乾旱的調適作為研究已相當多,包括TCCIP前期成果”氣候變遷下提高農業水資源使用效率之旱田直播理論與實測” [4],利用水稻直播技術做為減少因乾旱休耕的調適案例。

圖1. 1992-2021年農業災損金額及各項災損的比重。

(圖片來源:農業試驗所農業工程組農業氣象研究室)

 

乾旱發生的位置與對作物的影響

圖2為2005至2019年乾旱農損的分布圖,發生熱區是以坡地或山區的鄉鎮為主,主要原因在於平地農作物耕作當缺水時,除水稻政策性休耕外,有其他備用水源作為因應,如地下水、埤塘蓄水或伏流水等,但坡地農業灌溉水源則大多仰賴降雨,尤其缺水一般在冬季及翌年春季常發生,而此時已是果樹開花及冬茶萌芽採收的時期,水分提供非常重要,在無法提供充足灌溉水源下,果樹可能全年無收,而茶農將錯過全年茶菁品質最佳及收益最高的季節。由於坡地作物大多屬於多年生(指的是只需種植一次,播種後可連續收穫多年、收穫後無需再行播種的作物),對乾旱更為敏感,若因乾旱事件導致作物死亡,則農民需重新種植,意味者未來幾年將無收入,以茶樹為例,須3-6年才能重新生產,對農民及產業皆有重大影響。農業研究部門對於相關茶或果樹之防旱技術已有相當多成果,例如選育耐旱品種,果園草生栽培,增加覆蓋減少蒸發散量,及噴灌改為滴灌供水等。但每一種作物品項及所種植區域的條件皆不同,並非防旱技術皆能運用於實際作物生產現場,更多技術的研發提供給農民運用將有助於農業乾旱的調適。

 

圖2. 2005-2019年歷年農業乾旱發生之鄉鎮尺度之災損金額及空間差異。

(圖片來源:農業試驗所農業工程組農業氣象研究室)

 

我們可以有哪些調適措施來面對乾旱?

當乾旱發生時,除了前段所述的抗旱方式,另一思考為如何在乾旱期捕獲空氣中水氣以供利用,TCCIP計畫為進行調適研發及示範案例的建立,所以捕霧(水)網的研究因應而生。國外研究以沙漠或鹽害缺水地區為主,而在南美洲已有實作案例並將截取的水源作為民生使用[5],另在多雨的東南亞地區,也因氣候變遷導致異常天氣而有相關研究案例[6],國內也有學者進行探討[7],但所截獲的水用於延緩乾旱衝擊並非一般農業灌溉。本期TCCIP計畫農業領域規劃進行坡地農業乾旱的調適案例,以茶園缺水的因應策略為題,整合農業乾旱作為包括增加覆蓋及滴灌供水,並進行捕霧(水)網的設計及操作,擬建立坡地作物之乾旱調適案例。目前於國立臺灣大學生物資源暨農學院附設山地實驗農場梅峰本場的茶園,進行捕霧(水)網的研究(圖3),依據不同網目(16及32目)及設置方位的實測結果,網目越密所能攔截的水氣越多,大約可提高收集水量的2~4倍之間,設置方位需搭配迎風面才能截獲更多的水量,目前整個系統運作及資料收集相當穩定,未來擬將成果移至茶農端,依據展示現場做調整,以期能擴大應用範圍。但若冀望以捕獲水氣作為灌溉來源並不實際,因距離實際需水量仍有很大差異,因此下個問題是如何提升水分利用效率以協助茶樹度過乾旱期,此部分可由作物生理作探討,一般茶樹根圈的深度約20-30公分,當乾旱發生時可導入深層灌溉,將捕霧網所收集的水注入更深層的土層(約40-50公分),誘導茶樹根部往下層土壤延伸,使整個根域面積更廣及更深,提升根部吸水的機會以度過乾旱期,此可作為調適的策略之一。

TCCIP由統計降尺度降雨資料推估所見的季節降雨變化,以及相關的氣象乾旱指標變化,顯示未來春季降雨減少[8]。而農業乾旱相較於氣象或水文乾旱更屬複雜,尤其乾旱屬於遲發性災害,農民不容易察覺,但當發生又往往缺乏有效的因應方法,因此乾旱預警及防旱措施的研發更顯迫切。本研究之捕霧(水)網架設及維護成本低,同時具有即拆即用的特性,並適用於不同地形,但前提是架設位置需空氣中需要有充沛的水氣,因此,相關氣候變遷下乾旱發生熱區標定及雲霧帶變遷研究即顯得重要,同時示範區的防旱作為非僅靠一種方式,可同時增加地面覆蓋以減少茶區蒸發散量,同時搭配捕霧(水)網及深層灌溉,以延續作物生存時間及增加乾旱韌性,以度過乾旱時期,建立操作流程及實際操作,讓農民面對乾旱有完整應變策略,以提升對氣候變遷衝擊的韌性。


圖3. 本研究在台灣大學梅峰試驗農場茶園進行捕霧(水)網的研究情形。

(圖片來源:農業試驗所農業工程組農業氣象研究室)

 

延伸閱讀

TCCIP調適百寶箱-農業調適示範:旱田直播

TCCIP電子報第65期:氣候變遷下臺灣糧食安全議題及調適策略

 

暖化之下城市作為植物遷移的「墊腳石」

 

林奐宇 國立宜蘭大學森林暨自然資源學系 助理教授
劉冠廷 國家災害防救科技中心 專案佐理研究員

 

一場森林樹木與氣候暖化的馬拉松

工業革命以來能源的使用方式改變,人們頻繁使用煤或石油等化石燃料,以及因應農耕放牧需求而大規模的森林砍伐,造成大量原本以固體形式儲存的碳轉為二氧化碳排放到大氣中,此外畜牧及都市開發等活動也大幅增加了甲烷 (CH4)、一氧化二氮 (N2O)和氯氟烴 (CFCs)等溫室氣體 (Greenhouse gases),這些氣體提高了大氣對地表輻射的吸收程度,使留存在大氣層內的熱能增加,形成我們所知的溫室效應 (Greenhouse effect)。也因如此,地球的表面溫度逐漸提高,產生我們觀測到的全球暖化現象 (Global warming)。

溫室氣體排放不僅讓全球溫度持續增高,許多植物學家也注意到升溫導致全球樹木地理分布的變化。2009年美國林業署專家在森林生態與管理 (Forest Ecology and Management)期刊發表的研究指出[1],他們透過美國森林調查資料庫 (FIA)比對歷史及近年的樹木分布,發現隨著全球氣溫升高,偏好溫帶氣候與北方森林的物種,明顯往更高緯度或是高海拔山區遷移,以追尋更適合生長的氣候環境 (圖1)。

氣候變遷與生物分布的關係,就好比像是一場攸關動植物族群繁衍成敗的馬拉松賽跑,動植物們需要不停追尋適宜的棲所,而暖化則像是緊追在後的海嘯浪潮。

圖1. 美國林務署利用不同年代的樹木分布調查資料,統計近30個州樹種的緯度變化趨勢,圖中每個小圖各自代表不同的樹種,藍點是樹苗的觀測點、紅點是成年樹木的觀測點、藍線是樹苗的平均緯度、紅線是成年樹的平均緯度、灰色區塊則是根據樹木的歷史分布圖畫出的樹木自然分佈範圍,發現部分樹種有逐漸向北遷移的趨勢,例如圖a藍點及藍線高於紅點及紅線。 (圖片來源:文獻[1])

樹木像是烏龜,暖化是隻兔子

NASA利用1951-1980年觀測資料比對,發現暖化雖然帶來全球平均溫度的增加,但各地區的增幅並不一致,中高緯度的暖化趨勢相對明顯[2]。氣候變遷速率 (Climate change velocity)是2009年被提出的概念,將暖化帶來的升溫幅度具象地轉化成等溫線在地表的移動速率。Ordonez 等人[3]指出北方森林生態系水平方向的氣候變遷速率約為每年1.70 km、溫帶闊葉林及針闊葉混合林生態系則為每年1.07 km;換句話說,適合這些森林生長的氣候環境,平均每年正以1.70 km及1.07 km的速率向北遠離,植物勢必要追上氣候的移動腳步,否則遲早被後方的高溫浪潮所吞沒。英國卡地夫大學團隊研究指出,即使具備長距離傳播能力的樹種,其遷移速率每年僅100-200 m、而一般的溫帶闊葉樹每年則不超過100 m,這些證據都顯示了全球暖化浪潮的推進速率比樹木的遷移能力快了5到10倍[4]

除了樹木本身的傳播能力,人為土地利用造成的棲地破碎化也可能減緩樹木的遷移速率,甚至形成遷移路徑上的障礙。早在2012年即有研究報告[5]指出,北美西部樹木平均已落後最適氣候環境區域約130 km,海拔高度則平均落後約60 m;這樣的落後趨勢又以北方森林最為明顯。再加上暖化伴隨的極端事件,例如乾旱、洪水和暴風雨,對於原已苦苦追趕氣候變化且健康狀況較差的弱勢族群,無法承受更多的天然災害,更是難以忽視的衝擊與壓力。

樹木對於氣候變遷,有沒有抵抗的能力呢?事實上,樹木並沒有這麼脆弱,生態系中的「因子補償」與生物自身的「耐受能力」,或多或少可以協助植物在不利環境下做出適當的調整,使它們在不那麼適宜的氣候條件下,仍能維持一到數個生命世代,不見得立即死亡。

城市作為樹木搬家途中的「墊腳石」

生態學的基本知識告訴我們,在不那麼適宜的環境下,植物雖然不致於立即死亡,但它們的繁殖能力通常會逐步降低,進而削減族群的韌性及延續性。為了確保植物族群的健康繁衍,植物學家積極尋找協助遷移的辦法。英國科學家Han等人[6]提出了極具創意的構想,認為城市可能是個協助植物長距離搬家的好地點,首先收集樹木原生區域的種子和幼苗,將其栽植於氣候適宜較高緯度的城市,依此將城市當作「墊腳石」協助種子散布到外圍的其他區域,幫助植物長距離搬家 (圖2)。城市是人類活動的主要區域,與農村及郊區相比有著更溫暖的氣候條件,可以想像高溫的市區就是一座發熱的島嶼,形成著名的「都市熱島效應 (urban heat island effects)」。 (請參閱本文延伸閱讀)。

根據Chakraborty 及Lee[7]研究發現在溫帶的城市白天均溫相較於周邊鄉村地區高達0.46至1.43°C。一些研究也觀察到同種樹木在都市的生長速度比在周邊鄉村地區還快,似乎與都市熱島效應有著密切的相關,經由較高的環境溫度,提升植物的光合作用並延長了生長季節。

Han等人[6]認為城市內廣植樹木除了可以製造遮陰、吸收或反射太陽輻射、增加水分蒸散來降低環境溫度,還可以利用城市稍暖的氣候環境,當作南方樹木北遷的「墊腳石」。該團隊建議,將可能遭受氣候暖化衝擊的南方樹木,預先栽植到適生區域以北的城市裡,不但加速樹木的遷移,協助它們在北方都市熱島建立先驅族群;而這些樹木同時可為城市提供降溫效應,減緩熱島現象。南方樹木一旦在城市內建立族群,隨著周邊鄉村地區的暖化,這些樹種的後代則可經由自然傳播,向周邊環境較冷涼的郊區與鄉村拓展族群。

圖2.左圖代表現在 (Current)某些樹種生長在南方低緯度區,但隨著時間推移與氣候暖化,南方地區不再適合生存,使得樹種需要往北尋找適合的落腳地點。由於都市具有熱島特性,使北方都會區擁有比周圍曠野稍暖的環境,這樣的溫度條件適合南方樹種北遷過程中落腳生存 (中圖),因此可利用城市作為樹種遷移的中繼站,幫助樹種適應北方的環境,再逐步擴展到適宜的北方曠野 (右圖)。 (圖片來源: 文獻[6])

以城市為基礎,運用自然式植栽設計

回到臺灣,臺灣南北向狹長、造山運動促使地殼受到板塊擠壓抬升而形成山脈、地勢高峻陡峭,不若外國平坦寬廣。因此,國外發展的橫跨南北緯度協助樹木遷移的概念不完全適合我們使用,但仍是可從中尋求借鏡的案例。

自然式植栽設計 (Naturalistic Planting Design)是近年頗受關注的景觀議題。它以自然生態理論為基礎,選用適應當地氣溫、土壤及降雨等條件的原生植物,以模擬多種植物群落共同生長方式營造都市及庭園景觀,不再是以少數物種為主。這是公認可降低管理成本,同時達到保護自然生態系與促進城市棲地生物多樣性的目標。

利用這樣的概念,我們在氣候暖化的衝擊及永續思維促使都市綠化轉型之下,科學家相繼以城市作為保護重要植物的中心作為發想找出解方。利用較北邊的城市當作植物因應氣候暖化威脅的避難所,亦提供植物長距離傳播的辦法;以生態學基礎適配園藝技術嘗試將受衝擊威脅原生植物的自然生態系復刻於城市內,不僅成本相對較低且維護容易,也達成生態系的轉移保護及城市栽植復育的目標。而植物繁殖的調適方法應慎重注意植物種原的來源及維護基因的多樣性,增加未來植物在野地建立族群的可能性及穩定性。然而,這些協助植物遷徙與尋求氣候變遷避難所等方法,都是面對氣候變遷浪潮不得已為之的調適與減災手段;我們認為,有效的減排措施與政策配合,才是減緩氣候變遷腳步、保護全球珍貴自然生態資源的真正解方。

 

延伸閱讀

1. TCCIP電子報第45期:氣候資料於地方降溫政策之應用-以臺中市都市熱島計畫為例

2. 台北市的「涼區」在哪? 城市逃離熱浪有方法 學者:光靠公園綠地不夠! 環境資訊中心報導

 

從水文應用角度,看臺灣與美國氣候變遷科學報告

國家災害防救科技中心 曾宏偉 專案助理研究員

 

什麼是氣候變遷科學報告?

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。

從氣候變遷科學報告看氣候變遷歷史足跡

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%。

圖1、美國平均日均溫與平均年降水之變化分析成果

(圖片來源: 文獻[1]美國氣候變遷科學報告(USGCRP, 2023),第2章,圖2.4)

註: 平均日均溫變化與平均年降水變化係指現況(2002至2021年)相較於20世紀前半葉(1901至1960年)之變化

 

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。

圖2、臺灣全年日平均氣溫距平值與平均年總降雨量距平值

(圖片來源:文獻[2]臺灣氣候變遷科學報告(許晃雄等人,2024),第2章,圖2.2.1與圖2.3.1)

 

從氣候變遷科學報告看未來氣候的可能發展

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。

圖3、氣候變遷下年氣候缺水值之變化(2036至2065相較於1991至2020)

(圖片來源:文獻[1]美國氣候變遷科學報告(USGCRP, 2023),第4章,圖4.9)

 

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,且大部分月份流量(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。

圖4、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

(圖片來源:文獻[2]臺灣氣候變遷科學報告(許晃雄等人,2024),第3章,圖3.3.6)

氣候科學報告關鍵訊息之應用

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。

 

延伸閱讀

1. 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

2. 美國國家氣候評估報告-美國氣候變遷衝擊

3. TCCIP氣候大哉問 EP3【GWLs和推估情境有何不同? 認識全球暖化程度GWLs】

 

參考文獻

主題一文獻

[1]  陳昭安、李明營、劉子明、許晃雄、羅資婷、陳永明、童裕翔、吳芊瑩、洪浩哲、鄭兆尊與林思穎,2023:2020-2021極端乾旱事件與未來推估。國家災害防救科技中心。

[2]  簡毓瑭、劉曉薇、張珈瑋、王俊寓、鄭兆尊、陳永明,IPCC AR6 最新氣候情境分析與災害應用評析報告。國家災害防救科技中心。

[3]  中央研究院永續科學研究計畫(2016-2018年)。臺灣乾旱研究:變遷、水資源衝擊、風險認知與溝通。中央研究院環境變遷研究中心、國家災害防救科技中心。

[4]  劉雨蓁、徐永衡、姚銘輝,2021:氣候變遷下提高農業水資源使用效率之旱田直播理論與實測,臺灣氣候變遷推估資訊與調適知識平台電子報054期。

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[6]   Ismail, Z., and Go, Y. I., 2021: Fog-to-Water for Water Scarcity in Climate-Change Hazards Hotspots: Pilot Study in Southeast Asia. Global Challenges, DOI: 10.1002/gch2.202000036

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[8]  陳昭安,2023:臺灣氣象乾旱事件分析與未來趨勢推估-2023臺灣氣候變遷分析系列報告導讀,臺灣氣候變遷推估資訊與調適知識平台電子報066期。

返回主題一

主題二文獻

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返回主題二

主題三文獻

[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。

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Q : 什麼是作物乾旱?

作物水分生理,作物在生長過因蒸散量高於水分含量會出現萎凋現象,這經常出現在夏季高溫急症中午時段,會影響光合作用進行,但當太陽光減弱及溫度下降後即恢復葉片澎壓,此屬於短暫性萎凋,但應當土壤中的水分含量無法足夠供應植物所需時,使植物發生枯萎現象者,同時澆水仍無法恢復葉片澎壓,即稱為永久凋萎點(permanent wilting point),其物理學定義為-1500J/kg(-15bar)吸水壓力下的土壤含水量。

Q : 臺灣農業用水占比?

農業用水約113億噸,約佔整體水資源的70%,其中用水來自於河川引水及地面水抽水占75.5%,水庫及埤池占9.1%,地下水占15.4%。灌溉用水約占農業水資源的70%,但所用水資源大多能回歸至地下水,因此,依據估算全國地下水有75%來自於水稻田。

Q : 什麼是因子補償 (Factor compensation)?

自然環境中具有多種的環境因子,例如氣溫、降水及土壤等等因子。因子可以限制生物的生長繁衍,當生物在缺少某一重要環境因子時,理論上應該無法繼續存活,但在受到其他具有補償作用的因子影響下,使生物可以生存在該環境中。

Q : 什麼是耐受能力 (Ecological tolerance)?

生物在自然環境中有一定的適生範圍,可以形成一個物種適合生存的梯度。但事實上,生物在自然的分布不一定都生長在最適合的環境,因此可見到族群數大小的變化,而當生物超過或低於範圍,會產生不良的影響以限制其生存,但不一定會立刻死亡消失,這個物種所能夠承受不良影響的範圍即其耐受能力。

Q : 什麼是超越機率流量Q85?

超越機率流量Q85為排序後流量資料(由大至小)中累積機率85%所對應之流量,表示整體有85%流量會高於此數值,可被視為相對穩定之流量,常用於決定河川之水權量。

Q : 美國氣候變遷科學報告是採用什麼資料進行氣候變遷歷史足跡分析的?

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。

Q : 美國氣候變遷科學報告是採用什麼資料進行氣候未來變化分析的?

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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「氣候搖滾同學會」 Podcast ep 37 、38上線囉!

2024年氣候峰會COP29,即將於11/11在身處東歐及西亞交界處的亞塞拜然(Azerbaijan)正式展開
每一天小隊這次依舊按照每年慣例,帶大家一起回到一年前的這時候,來做個COP會議總複習!
無論是不知道COP要關注什麼,或是已經要開始準備籌備會議、行前情蒐的你&妳
都一起來聽一聽,我們在COP28會議上注意到了什麼吧!
氣候搖滾同學會Podcast已上架至各大收聽平台,現在就點擊連結,上線收聽。

災防科技中心與日本NIES簽署備忘錄 合作氣候變遷調適研究

國科會國家災害防救科技中心(災防科技中心)於10月23日,在日本筑波市與日本國立環境研究所(National Institute for Environmental Studies, NIES)正式簽署合作備忘錄,這項合作聚焦雙方在氣候變遷調適領域之研究與科技交流,藉此深化氣候變遷之極端天氣下的調適能力與防災韌性。點擊詳情

專欄文章:氣候模式GCM、ESM之簡介與兩者異同

當讀者在閱讀不同的科學評估報告或相關研究文獻時,可以常常看到氣候研究利用各種數值模式做為實驗工具,例如AGCM、GCM、ESM 等等,模擬氣候在過去、現今與未來可能的變遷趨勢。這些縮寫代表不同類型的數值模式,他們的架構與功能又有哪些異同,將在本文介紹說明。點擊文章

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