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氣候變遷衝擊

天氣與氣候

「天氣(Weather)」是指在一定空間和時間範圍內的大氣狀態及其變化,為目前正在發生或不久的未來可能發生的現象,如大氣的溫度、雲量、降水、風的狀態等,也就是我們日常看到的晴、雨、溼、暖等的大氣現象。

「氣候(Climate)」是指一個地區在一段長時間天氣的平均狀態,也包括極端現象的變化在內。狹義上來說,指含溫度、降水、高空與地表面所有大氣特性的長期統計特徵,廣義上則包括由大氣圈、水圈、冰雪圈、岩石圈及生物圈等組成的系統,在月、季、年或10年以上之平均狀態。

天氣VS氣候
「天氣(Weather)」指在一定空間和時間範圍內的大氣狀態及其變化。 「氣候(Climate)」是指一個地區在一段長時間天氣的平均狀態。

什麼是氣候變遷?

氣候變遷是指氣候平均狀態的顯著改變或者持續較長一段時間(典型的為10年或更長)的氣候改變。氣候變遷的原因可能是地球的自然過程、外部力量,或者人為對大氣組成和土地利用的持續性改變。聯合國氣候變化綱要公約(United Nations Framework Convention on Climate Change, UNFCCC)將氣候變遷定義為經過相當一段時間的觀察,在自然氣候變遷之外由人類活動直接或間接改變全球大氣組成所導致的氣候變遷。「聯合國氣候變化綱要公約(UNFCCC)」將氣候變遷定義為「在一段可比較的時距內,所觀測到的自然氣候變化以外的氣候特徵,且可以直接或間接歸因於人類活動所導致的大氣成分改變,而引起之氣候變化」。在此所指氣候變遷專指受人類活動影響的部分,並與受自然原因所影響的氣候變異作出了明確的區分。

為什麼會發生氣候變遷?

發生氣候變遷的因素有很多,聯合國政府間氣候變化專門委員會(Intergovernmental Panel on Climate Change,IPCC1) 於2014年發布的第5次評估報告(Fifth Assessment Report, AR5)指出自工業革命起,人為溫室氣體的排放不斷上升,當前已達到最高水平,主要是由於經濟和人口增長所造成。值得注意的是,1750年至2011年間約一半的人為CO2排放是在最後40年間產生,造成大氣二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)和氧化亞氮(N2O)的濃度增加到至少是過去80萬年以來最高水準。CO2排放約40%留存在大氣中;剩餘的CO2從大氣中移除,儲存在陸地(植物和土壤)中和海洋中。海洋大約吸收約35%的人為排放CO2,導致海洋酸化。整個氣候系統受到各種人為排放溫室氣體的影響,可能為氣候變遷的主要原因之一。

氣候變遷衝擊影響

「氣候變遷衝擊(Climate Change Impact)」指在一段特定時間內由於氣候變遷、危害性的氣候事件與暴露的社會或系統脆弱性的互動關係,造成對生命、生計、健康狀態、生態系統、經濟、社會及文化資產、服務(包含環境服務)及基礎建設的影響。

受全球氣候變遷之影響,科學家們已觀察到許多地區的溫度、降雨量以及海平面在過去數十年至百年間明顯的變化,世界各地更頻傳極端氣候與天氣事件(Extreme Climate/ Weather Event , 下文簡稱極端氣候事件)所造成衝擊影響(如:全球均溫上升、海洋酸化、水災、颱/颶風、乾旱、熱浪等),更多介紹如下所述。

根據統計資料顯示,全球重大天災害事件數量逐漸增多,這些較少發生,但強度規模超過歷史經驗值之災害,不僅造成重大生命與財產的損失,更嚴重威脅該地區的經濟發展與社會安全,這使得全世界政府及科學家逐漸重視極端氣候事件造成的災害。

全球均溫上升

  • 溫室氣體吸收大氣中的熱能,使全球溫度逐漸升高。全球與臺灣溫度過去一百多年已有明顯增加的趨勢,臺灣約增加攝氏1.3度,且近年增溫速度有增加的趨勢,日最低溫的增溫尤為顯著。
  • 根據「科技部2017年出版的台灣氣候變遷科學報告」推估,臺灣在最嚴重情況下,本世紀末將可能增溫超過攝氏3度、未來的極端高溫每年可能超過100天、乾旱事件強度比現在嚴重至少12%、未來的雨季會有更多雨,且極端降雨事件的雨量增加20%、颱風帶來的降雨強度也增強超過20%。
  • 高溫意味著熱浪發生的頻率會更加頻繁,且持續的時間也越長。嚴重熱浪會導致疾病的發生,如熱痙攣、中暑、甚至死亡。

極端氣候現象

  • 極端氣候現象形容在歷史中極罕見的天氣現象,尤其是嚴重或反常氣候的類型。
  • 颱風及其他熱帶性氣旋,可以從溫暖的海水中獲得更多的能量。因此當海水溫度越高,這些颱風及熱帶氣旋的威力也越大,也將挾帶更豐沛的雨量。由於溫度越高所產生的蒸發現象越旺盛,因此氣候變遷所造成的颱風威力也隨之增強。近年來常發生極端低溫或極端高溫等現象,而熱浪是比高溫日更極端的高溫現象,世界氣象組織(World Meteorological Organization ,WMO)定義熱浪標準為每日最高溫超過30年的氣候平均攝氏5度,且持續超過5日。我國目前無明確的熱浪定義,但統計每日最高溫攝氏35度以上的天數稱為高溫日數。

海平面上升

  • 當海水溫度上升,海水的體積將會增加。如果每一滴水都增加一點點的體積,便會擴張整個海洋的深度,使海平面上升。而冰川融化,這些水流入海洋也是造成海平面上升的主要原因之一。
  • 根據2014年IPCC發佈的AR53報告顯示,全球海平面將於本世紀末上升一英尺至三英尺(0.3米至0.9米)。全球氣候變遷將威脅海岸線以及週遭的城市與建築,全世界有成千上萬居住在海岸附近低窪地區的民眾,可能會因為海平面上升而受到影響。海平面上升也將削弱海灘以及破壞沿海濕地。海平面上升與海洋暖化引起的強烈風暴將會對行經的海灘和島嶼造成嚴重危害。
  • 根據「科技部2017年出版的台灣氣候變遷科學報告」,全球與臺灣平均海平面在過去數十年皆有上升的趨勢,全球平均海平面高度在過去一百多年,上升了0.19公尺。臺灣周遭海域的海平面近20年期間上升速度為每年3.4公釐,但是有區域間的差異。在最劣情境下,21世紀末全球海平面可能上升0.63公尺。

海洋酸化

  • 人類活動會排放二氧化碳至大氣中,然而海洋在地球上的碳循環中扮演了平衡的重要角色。根據2014年IPCC發佈的AR54報告也指出,人類燃燒化石燃料,導致過量的二氧化碳被排放到大氣中,而砍伐森林又會減少大氣中的二氧化碳被吸收,當大量的二氧化碳存在於大氣中,海水將從中吸收更多的二氧化碳,二氧化碳溶於水會反應形成碳酸,進而造成海水的酸化。
  • 氣候變遷主要因為大氣二氧化碳濃度的升高,而部分人為活動所導致之二氧化碳排放增加,其中有將近15%至40%的二氧化碳排放量會存留在大氣中超過千年之久,可能在百年至千年的時間尺度上是不可逆的。而隨著二氧化碳的累積,越來越多的二氧化碳溶在海水裡,造成海水酸鹼值降低(即酸化);工業革命以來,全球海洋表水pH平均值下降了約0.1(數值越低代表酸性越高),估計在21世紀末,海洋表水pH將達到2,000萬年來的最低值。
  • 海水酸化的加速威脅整個海洋生態,尤其是會降低海洋生物形成碳酸鈣殼體或骨架的能力。造成海水酸化的因素還包括近岸海水優養化,或是自然釋放、人為排放入海洋的化學物質,例如海底火山活動的增加、大氣的酸性物沉降通量增加等。雖然模擬結果顯示暖化對海水pH的影響很微小,但估計2100年海水平均pH將由工業革命前的8.2下降到7.8。

生態系統轉變

  • 根據「科技部2017年出版的台灣氣候變遷科學報告」指出,大多數動、植物僅在特定的氣候條件下茁壯成長,例如溫度和降雨模式,即使輕微的氣候改變都可能會對該區域的動、植物、甚至是整個生態系統造成影響。由於全球暖化,某些物種已經被迫遷移到較寒冷的區域,例如北美的動、植物正逐漸往北方或高海拔地區遷徙。氣候變遷也會影響動、植物的生命週期,例如:隨著氣溫回暖,某些植物提早在春天開始生長並開花,且存活到秋季; 某些動物提早從冬眠中甦醒或是改變遷徙的時間。

水產漁獲量減少

  • 臺灣位於利於漁業發展的地理位置,加上氣候與水文的優越條件,使臺灣周邊海域成為許多洄游性魚類必經之道,漁業除是臺灣重要產業外,更是供給國人所需之動物性蛋白質與Omg3的重要來源,對於我國糧食供應與糧食安全有舉足輕重的影響。
  • 氣候變遷造成的環境變動將直接或間接影響漁業生產的質與量,並使得漁產供應的不確定性與風險增加,進而衝擊我國糧食供應鏈。根據IPCC與聯合國糧食及農業組織(Food and Agriculture Organization of the United Nations, FAO2),氣候的緩變(海水暖化、海洋酸化等)與驟變(水溫異常、降雨型態與頻度改變、颶風等)將改變海洋混合層、營養物質循環及基礎生產力,進而影響水產資源的成長、死亡、資源量及其生態結構。
  • 尤其是對臺灣沿近海漁業的衝擊,部分定棲性與洄游性種群的消失與季節來游性改變或遠離現象,造成漁產量減少、漁獲物種組成改變、生態系統失衡、漁場分佈改變、漁撈作業困難度增加等。劇烈降水造成土石流使得養殖水質的破壞、降雨量減少養殖用水短缺、海平面上升養殖面積減少等都造成養殖漁業的困難。

水資源匱乏

  • 氣候變遷正在影響水資源的使用情形,將導致部分缺水地區的情況更加嚴重,而氣溫上升、降水模式改變及乾旱增加將會影響湖泊、河流、及地下水的水量。
  • 根據「科技部2017年出版的台灣氣候變遷科學報告」指出,氣候變遷導致水溫上升的現象也影響到水環境,增加水質惡化之潛勢,進而影響水資源的取得、安全與品質,造成地區性水資源短缺、飲用水缺乏或品質不佳。另一方面由於地下水之減少,而導致農地鹽化,間接影響農作物收成、漁獲供應及公眾健康。
  • 洪水及乾旱的發生除影響供水系統外,暴雨沖刷也會影響到下游的水環境系統。水溫的提高及水滯留時間的增加將導致藻類大量繁殖影響水體,也增加水中微生物數量及有機物濃度,衍生消毒副產物濃度大幅上升之問題,直接影響供水安全。

能源供給不足

  • 全球氣候變遷將直接影響我們日常生活耗用能源的情形,包括能源使用量和使用時機。隨著氣溫升高,人們將更頻繁地使用空調以維持涼爽的溫度,而消耗更多電力。
  • 另一方面,全球暖化將使得寒帶地區的氣溫較為舒適,進而減少該地居民的暖氣使用量。
  • 氣候變遷對能源供給的衝擊主要在供給設施所在區位的安全性,溫度持續升高將影響建築、煉油及發電設施等設施的耐受性,而愈趨頻繁的極端事件將影響能源設施的安全性。
  • 根據「科技部2017年出版的台灣氣候變遷科學報告」指出,氣候變遷對能源的影響並非單一方向,由影響範圍之氣候條件與地理位置而定,尤其對於貧窮地區而言,能源適用增加造成的經濟損失衝擊較為巨大。此外,能源需求提高可能加劇溫室氣體排放,形成惡性循環的現象。

作物歉收糧食短缺

  • 聯合國糧食及農業組織FAO5指出,晚上氣溫上升1攝氏度,稻米收成會減少一成。我們所種植的實用農作物需要在適宜的溫度和足夠的水才能茁壯成長。不斷變化的氣候對作物的影響有好有壞,例如,北部地區通常有涼爽的溫度,所以天氣回暖可能有助於某些作物生長;南部地區的溫度較為炎熱,更多的熱量可能會損害作物的生長
  • 氣候變遷對現有糧食作物生產和食品供應的影響,除升溫對於作物適栽區產生北移,及縮短作物生育日期間接導致產量減少外,氣候變遷導致氣候不確定性提高,極端氣候發生頻率增加,如豪雨、乾旱、極端高溫、極端低溫,將使作物瞬間受損,不僅是國內糧食生產量減少的問題,其他糧食輸出國也會面臨相同威脅,將使全球糧食供應鏈更加脆弱,這些因素都將影響未來糧食安全。

人體健康影響

  • 世界衛生組織(World Health Organization,WHO)指出,氣候能透過不同機制,直接或間接造成人類死亡,如間接經由空氣污染等途徑導致心血管、肺部、腦部損害與癌症,或是透過暖化、水與社會經濟的變化影響傳染性疾病散布與營養失調。
  • 人們的健康正遭受熱浪、強烈颱風、空氣污染和氣候相關疾病的威脅,而全球暖化將加劇威脅程度。某些族群的民眾特別危險,例如全人、幼兒、老人、殘疾、以及居住在沿海地區或大城市的民眾。氣候變遷造成溫度與雨量的改變,影響動植物生態系統,改變生物群落、傳播疾病的囓齒類動物及病媒昆蟲分布區域和密度,並影響病媒生態及生命週期,如病媒繁衍速度增加以及分布區域擴增,進而影響全球疾病分布狀況,溫度上升將可能使相關傳染病發生風險增加,使病媒傳染病快速傳播,例如登革熱在過去50年發生率增加30倍,是目前傳播最快速的病媒傳染病。根據我國資料顯示,數週前的高溫將使未來幾週後的登革熱、腸病毒重症等發生風險增加,甚至可達7倍(登革熱)。
  • 大氣條件變化導致各類災害不僅撼動人類之居住環境,同時透過不同途徑,嚴重影響人類健康。由於熱浪、乾旱、洪氾與野火等極端氣候事件頻率增加,導致生態系統改變、國家基礎設施和居住環境破壞,增加人們流離失所的風險,使民眾賴以為生的糧食和水源供應中斷,直接或間接地造成民眾生命安全與健康損害,長期而言甚至可能衝擊心理健康。