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牽一髮動全身,南太平洋升溫帶動夏季降雨量增加

六月中旬的梅雨鋒面讓台灣從北到南都感受到雨神的威力,尤其降下的驚人雨量更令許多低漥地區都 「泡在水中」,一波波的豪雨肆虐使得車潮眾多的交通要道成了一條條水淹及膝的「河道」,讓望雨興嘆的市井小民苦不堪言,不禁想問為何老天爺的雨勢來得又大又急!

普羅大眾的疑問也是學者專家長年以來一直想探究的問題,不少大氣學者都曾提出氣候變遷可能導致「大雨增、小雨減」的現象發生。像是國科會去年發表的「台灣氣候變遷科學報告」中就明白指出,從台灣長期氣候觀測紀錄數據顯示,國內近50年來的降雨特性已和以往有所不同,雖然降雨天數比過去減少許多,但下豪大雨或暴雨的次數卻是一年比一年增加,這也意味著台灣未來可能得面臨「旱澇交替」的極端氣候型態挑戰。

事實上,不只氣候專家憂心忡忡,地質學者與國際團隊也透過南太平洋微孔珊瑚的鍶鈣比值變化,重新建構南半球海水表面溫度紀錄與氣候變化模式,結果從中證實台灣夏季降雨與南太平洋海溫變化的確有其關連性。

台灣大學地質科學系教授沈川洲表示,海洋與氣候變遷的關係向來密不可分,加上南太平洋又是全球面積最大的海洋,因此該海域一直是不少大氣學者的重要研究範圍。像是中研院與台大大氣系合聘教授許晃雄與中央氣象局技正陳雲蘭去年發表的研究成果,就是從近百年來的觀測數據中分析出台灣與韓國、東南亞島國的夏季降雨和南太平洋海溫具有同步變化的特性。

為進一步了解海溫升高與降雨增加的關聯性,台大地質團隊與美國路易斯安那州立大學研究專家攜手進行跨國研究,前往南太平洋阿美帝島鑽取5支微孔珊瑚的岩芯,再結合「鈾釷定年技術」來量測珊瑚年齡,歷經七年研究時間,終於從微孔珊瑚骨骼鍶鈣元素比值的分析中,重新建構出從南太平洋350年來(西元1649到1999年)的海水表面溫度變化資料,研究成果已經刊登在「Nature Climate Change《自然氣候變遷》》期刊。

為何從「鍶鈣比值」可以測出海水溫度的變化?沈川洲解釋,珊瑚骨骼「鍶鈣比值」是一種溫度的函數,科學家研究發現,每當海溫增高1℃,就會導致珊瑚骨骼中的鍶鈣元素比值減少0.8%,換言之,我們可以將珊瑚的「鍶鈣比值」當作是一種「天然海水溫度計」,加上微孔珊瑚壽命可長達千年以上,亦有利於研究團隊觀測長期的海溫變化。

宛如海水溫度計,珊瑚鍶鈣比可測溫度變化

然而,想重建出南太平洋數百年來的海水溫度資料模式可沒我們想像中那麼簡單,得透過「鈾釷定年技術」逐年地慢慢測量,因此研究團隊光是為了量測珊瑚年齡大小就花了幾年時間,是一項相當耗時費力的研究工作。

不過,看到這裡,多數人可能對「定年」這兩個字覺得有些一頭霧水。對此,沈川洲解釋,所謂的「定年」意思就是用來測量與判斷自然界生物年齡大小或礦物、化石等物質生成年代的方法。隨著科技發展與研究的精益求精,台灣的「鈾釷定年方法」可以說是愈來愈成熟,其量測水準不但在全球數一數二,其他國家的研究人員也常委託台大團隊協助定年研究。

而透過珊瑚骨骼的「鍶鈣比值」的分析,也確實反映出海洋溫度上升的事實。沈川洲表示,研究團隊發現,南太平洋從西元1890年後就因全球暖化等因素影響,導致海溫升高,一百多年來已升高 1℃,而這也導致台灣夏季降雨增加,其原因正好跟西太平洋的哈德利環流(Hadley circulation)系統有關。

沈川洲解釋,哈德利環流系統會在熱帶西北太平洋上升,在西南太平洋下沉,但如果西南太平洋海溫出現升高現象,就會阻礙冷空氣下沉,導致哈德利環流變弱,讓原本應該往南半球輸送的水氣與能量轉而往北半球傳送,使得台灣、日本、韓國、菲律賓等地區首當其衝,使得夏季降雨出現明顯增加情況。

不只如此,團隊還發現南太平洋的海溫變化是以14至19年為一個周期,未來10年很可能正好面臨高溫期,如果氣候模式沒有改變,也意味著南太平洋海溫會持續上升,屆時暴雨發生的強度與頻率就可能增加,導致夏季雨勢變得更加強烈。

團隊也呼籲政府當局與相關單位應做好防治措施,才能未雨綢繆,避免豪雨成災的景象一再上演。

深度閱讀:

書名:珊瑚世界的探索與了解

作者:國立海洋生物博物館

出版社:國立海洋生物博物館

出版日期:2011年12月01日

書名:走過南太平洋

作者:李冰編譯

出版社:中國民族攝影藝術出版社

出版日期:2004年01月01日

原文發表於人間福報

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