2014年8月14日 星期四

2013 全球氣候現狀總體檢 地球持續發燒不退

氣候現狀報告彙整大氣、陸地、海洋和冰雪的最新科學觀測研究,呈現出每年度客觀的全球物質環境現狀,提供科學界與社會大眾一幅清晰的當今氣候面貌。
圖:2013年海燕颱風侵襲菲律賓時,造成滿目瘡痍的景象。
照片:Russell Watkins/ UK Department for International Development

文/賴慧玲 (英國倫敦大學環境、科學與社會碩士)

    球暖化已經不是新聞,溫度上升 2 度C 的嚴重性也不讓人陌生,但你知道目前的氣候狀況究竟是如何嗎? 美國國家氣象學會期刊 (Bulletin of the American Meteorological Society) 今年 7 月17日發佈最新「2013氣候現狀」 (State of the Climate in 2013) 報告,發現2013 年不僅在全球氣溫史上躋身最炎熱的6 年之列,溫室氣體濃度、海平面高度、冰雪消融的程度也都名列前茅,屢創新高 (見表1)。種種科學數據,除了證實地球正在不斷升溫、人類面臨的挑戰將越來越艱鉅之外,也提醒台灣政府和民眾要具備宏觀的氣候視野,才能掌握台灣現今與未來的氣候動態。

    氣候現狀報告是由美國國家海洋與大氣管理局 (National Oceanic and Atmospheric Administration,簡稱 NOAA) 旗下的國家氣候資料中心 (National Climatic Data Center) 科學家領軍,今年已邁入第 24 年,並由全球57個國家共 425 科學家共同加入撰寫。和同為今年發佈的美國國家氣候評估報告以及第五份聯合國政府間氣候變遷小組報告(IPCC AR5) 不同,氣候現狀報告不談排放情境、未來預測和調適策略,而是彙整大氣、陸地、海洋和冰雪的最新科學觀測研究,呈現出每年度客觀的全球物質環境現狀,提供科學界與社會大眾一幅清晰的當今氣候面貌。去年的氣候現狀報告是過去12個月美國氣象學會所有期刊中的下載次數榜首,重要性和影響力可見一斑。

氣候指標
2013年紀錄
增減比例
增減速率
大氣中CO2濃度
全球年平均 395.3 ppm
+25% vs. 315 ppm (1958)
+2.8ppm/年,過去十年為 +2.1 ppm/
海水表面溫度
(1880~) 紀錄史上前10
--
+0.11C/ (1976年來)
上層海洋熱含量
(1993~) 紀錄史上新高!
--
--
全球海平面平均高度
(1993~) 紀錄史上新高!
--
+3.2  ± 0.4 mm/
20公尺永凍層溫度
部分地區達紀錄史上新高!
--
--
北極氣溫
20 世紀初以來第7高溫
--
--
9月北極海冰面積
(
夏季)
(1979~) 衛星紀錄史上第 6
-18% vs. 1981~2010平均
-13.7%/十年
6月北半球冰雪覆蓋面積
(1967~) 紀錄史上第2
-34% vs. 1981~2010平均 (北美地區)
-19.9%/十年
9月南極海冰面積
(
冬季)
(1979~) 衛星紀錄史上新高!
+5.2% vs. 1981~2010 平均
+ 1.01%/十年
表1:2013 地球氣候總體檢,刷新不少氣候紀錄史的成績。
資料來源: 2013 氣候現狀報告新聞稿 (press release),媒體簡報 (media briefing slides),焦點介紹 (highlights)

400 ppm 的未來不是夢

    首先,大氣中二氧化碳、甲烷和一氧化二碳等主要溫室氣體濃度在2013 年持續快速增加。二氧化碳平均濃度較2012 年上升2.8個 ppm,達到 395.3 ppm。其中,夏威儀測站還曾在五月首次測得超過400 ppm。根據冰核證據,在二十世紀初之前的80萬年,地球的二氧化碳濃度從未超過 300 ppm。就連1958年時,夏威儀測站也僅測得 315 ppm。當時每年增加速率僅有 0.7ppm,而現已增為四倍。由此可見,近半世紀以來,全球二氧化碳濃度的成長量和速度都相當驚人,科學家預期將在幾年內正式衝破 400ppm 大關。

    報告亦指出,目前大氣中的二氧化碳濃度已大約是自然吸收能力的兩倍,因此就算人為排碳量的增加速率減緩,依然會超過自然的吸存量,讓大氣中的二氧化碳淨量持續不降反升。據估計,地球表面每平方公尺的「超額」二氧化碳會額外吸收1.88瓦的能量,全球每日便多吸收 230億兆瓦,相當於2013年全美整年的發電量!

沒有最熱,只有更熱

    溫室氣體濃度節節上升,全球氣溫也同步提高 (見圖1)。四個全球獨立研究資料組顯示,2013 年平均氣溫名列134 年來最高溫的二到六名。南半球的澳洲遭逢史上最炎熱的一年,阿根廷 (史上第二熱) 和紐西蘭 (史上第三熱) 也不惶多讓。由於海洋在地球氣候系統中扮演重要的穩定功能,地球大部分過量的熱能都被吸存在上層海水 (0-700m) 之中,使得海水表面溫度也隨之上升。紀錄顯示,2013年海水表面溫度名列史上前10,上層海洋熱含量 (upper ocean heat content) 更攀上歷史新高。

圖1:2013 年地表溫度與1981-2010氣溫平均值的差異比較圖。圖片來源:2013 State of the Climate: Earth’s Surface Temperature

    一般而言,海水溫度升高會使海水體積變大,導致海平面上升。過去一個世紀以來海平面即已不斷上升,2013年全球海平面平均高度更創下 20 年來新高紀錄,較1993-2010年的平均水準高出 38 毫米。另外,因為冰川消融、海水溫度上升與近20 年來太平洋年代際震盪 (Pacific Decadal Oscillation,係一種太平洋氣候發生變化之自然現象,變換週期約 20 ~30 年) 處於負相位之故,近幾十年來海平面上升有加速的現象。目前上升速率約為每年 3.2毫米。

    溫度上升的衝擊,在北極也顯而易見。觀測數據顯示,北極地區經歷自20 世紀初以來第7高溫的一年,阿拉斯加部分地區20公尺深的永凍層 (permafrost) 也測得史上最高溫紀錄。北極海冰面積則是自 1979 年第6低,而最低的7個紀錄皆發生在過去7年。值得注意的是,就算海冰表面積縮減不多,但冰層年齡與厚度也不如以往。2012 年北極海冰面積曾降至歷史新低,2013 年雖然較為回升,但薄薄的一年冰 (one-year ice) 占了 78% 之多,是否能夠撐到下一年,仍有待觀察。

    另一方面,在北半球冰雪覆蓋地區,儘管因北極震盪 (Arctic Oscillation) 指數為負相位,使得三、四月的降雪量增多,達紀錄史上第 13 高,但過去十年,每逢晚春 (冷季末期) 雪量便會迅速驟減,消融速度甚至比模型預測得還要更快。例如歐亞大陸五月雪量陡降,冰雪面積最低比 1981-2010 平均值少了 17 %,深度也只剩平均值的 52.1%。北美大陸雖然四月冰雪面積比平均值高出16%,但到了六月卻比平均值大幅降低 34%。這也為「北極放大效應」提供了佐證 (Arctic amplification,一種氣候反饋機制,使北極地區的增溫現象遠高於低緯度地區)。

    南極和高山冰川也出現暖化跡象。儘管科學界對於南極海冰增加與全球暖化的關聯仍有辯論,但2013 年南極海冰持續連二年出現史上新高,2013 年9月最大值比1981-2010平均值多出5.2%。阿蒙森-斯科特南極測站 (Amundsen-Scott South Pole station) 也於年底測出了 -47度C的溫度新高紀錄。另外,全球高山冰川量自 1980 年以來持續下降,依初步資料推斷,2013 年也不例外。

夏季防颱,需放大尺度

    極端氣候事件方面,2013 年全球熱帶氣旋數量並未增加多少,但年底的超強颱風海燕 (Super Typhoon Haiyan) 是紀錄史上最強的熱帶氣旋,不只造成400 萬菲律賓人無家可歸,還創下登陸時最大風速 (196 英里/每小時) 及東亞最高暴潮 (約6-9公尺) 等驚人紀錄。海燕不尋常地形成於近赤道地區,與2012 年另一超強颱風寶發 (Super Typhoon Bopha) 相同,也格外引人注意。除此之外,中日韓等三國皆於 2013 年領受了最炎熱的夏季 (見圖 2),中國南方並發生造成損失高達 77億美金的旱災,而中俄東北邊境地區也遭逢不尋常的夏季暴雨,造成100人喪命與數十億美元的損害。

圖2:2013 東亞地區夏季氣溫與降水量相對於1981-2010每月平均值的變異情形。左側 a、c 兩圖表七、八月的氣溫變異,右側 b、d 則表降水變異。圖片來源:Media Briefing Slides 頁 17,原圖刊於完整報告頁199。

    自 2009 年加入撰寫團隊的台灣大學大氣系林依依教授,與兩位 NOAA 專家共同執筆「熱帶地區—熱帶氣旋熱潛能 (4. The Tropics—e. Tropical cyclone heat potential)」一章,負責每年亞太地區、西北太平洋海域的颱風跟海洋熱含量的最新整理研究,也是全球氣候報告中難得一見的台灣研究團隊。

    「台灣是一個很小的島,但颱風是大尺度的東西,」林依依提醒,如果要瞭解颱風對台灣的影響,「不能只看來台灣的颱風。」

    例如,2008年橫掃緬甸的特強熱帶氣旋風暴納吉斯 (Very Severe Tropical Storm Nargis),造成超過 13 萬人死亡,是非常嚴重的世界議題,但台灣民眾似乎沒有太多的認知,只關注島內的天氣動態。但是,像海燕一樣的超強颱風並不會專跑菲律賓,也可能會過境台灣。她建議台灣民眾和相關單位要放大關注尺度,對整個西北太平洋的颱風有全盤的瞭解,才能掌握全球氣候變遷下,台灣面臨的颱風挑戰。

【參考資料】

2013 氣候現況報告(State of the Climate in 2013)


【作者介紹】

賴慧玲,2009 年參加環境資訊協會於大安社大舉辦的公民記者課程,開啟了環境的視野和觸角。喜歡走進議題現場觀察,偶爾寫寫公民報導,更常默默加入運動行列。因有感於自身知識和能力的不足,決定花光所有積蓄 (其實也不多) 赴英唸書。自倫敦大學學院環境、科學與社會碩士班畢業後,曾於中外對話實習。

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