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寫在《天氣之子》之後:來自古今氣候變遷的呼喊

嚴融怡_96
・2019/11/15 ・5330字 ・閱讀時間約 11 分鐘 ・SR值 530 ・七年級

編按:本文有動畫電影《天氣之子》劇情。

「晴女」源頭背後的世界:所有人都為大雨所苦的古老時代

source:IMDB

「這個屋頂上是八百年前的畫了,天氣巫女的使命是治療天氣。她們可以看到天上的龍;上達天聽,讓人間的天氣回歸正常。」天氣巫女活躍的八百年前左右,這個世界的天氣是什麼樣子呢?

西元 1315 年,復活節結束不滿一個月的歐洲,被長達四個月的傾盆大雨侵襲,無論城市、農田都未能倖免於難。這場雨令許多地方農作減產,甚至開始有書籍將這場天災解釋為「天主的復仇」。

然而接下來的 1316 年並沒有帶來新年新希望,而是在春天再度降下大雨,更糟的是,西歐地區刮起了強風。這下不僅秧苗全被淹死;畜產也蒙受大量損失,再加上去年的陰霾,全歐洲都陷入了漫長的絕望。這樣的嚴峻氣候與環境一直持續到了 1321 年,造成全歐 150 萬人死於饑荒與瘟疫。屍體與被拋棄、毀壞的聖物遍佈的慘狀,令過去因職業、宗教對立的人們無暇紛爭,看不到盡頭的清運工作使他們都逐漸相信:這是上帝對人間長年戰爭降下的懲罰。

不過,後世的科學家們發現這為期 7 年的豪雨循環,其實只是長達 6 個世紀小冰河時期轉變期的其中一角。遠在地球另一端的日本,早在 13 世紀就面臨了氣候惡化,比歐洲更慘的是,飢荒、瘟疫之外,農民與武士發起的民變頻傳,甚至當時的皇城京都,也飽嚐物資缺乏之苦。

天氣巫女與從 13 世紀開始的惡劣氣候

「這是只有我和她才知道的,世界的秘密。」

一道微光從雲層中照向地面,一個女孩從醫院病房走出去,走進微光祈禱,瞬間,她和周邊的一切一起飄向天空。電影從驚人的美景與奇蹟開始,預示了男女主角的相遇,也將帶來晴天,無論外在內在。

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在雨天抵達東京,卻無從謀生、飢寒交迫的帆高,幸運遇見女服務生陽菜救濟他一個漢堡(這可能成為了他十六年來最美味的一餐)。不只如此,陽菜還以 100% 晴女的能力使陽光重現,從此,兩人改變了彼此的生命。

source:IMDB

《天氣之子》之所以讓不分世代的日本人都感受深刻,是因為今年東京才剛剛經歷史上少見的漫長梅雨季1,從六月下旬開始東京就幾乎沒有出現過晴天,可想而知,人們多少隨天氣沾上了一抹陰鬱。

13 世紀的古代日本人面對的不只是心情上的陰鬱,還包括隨雨水而來的各種天災人禍。

「這個屋頂上是八百年前的畫了,天氣巫女的使命是治療天氣。她們可以看到天上的龍;上達天聽,讓人間的天氣回歸正常。但是她們的結局是悲慘的,因為她們是活祭品。」—— 2019 年,氣象神社的老爺爺如是說。

日本巫女文化大致在平安時代後期到室町時代(約西元 11 世紀到 16 世紀)達到最興盛期,爺爺所說,天氣巫女活躍的八百年前,正好非常接近日本氣候劣變的 13 世紀。

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13 世紀以後小冰河時期開始的多變氣候,讓人們經常得面臨寒冷、多雨、日照量不足等氣候景況的歲月。並且世紀阿爾卑斯山冰帽越過高原地帶進入到落葉松樹林區,英法海峽到北海一帶低氣壓發達,暴風雨頻繁,從荷蘭到日耳曼地方沿海有數萬人因此溺斃。緊接著,1315 年引起前文所說的歐洲大饑荒(Great Famine),14 世紀全球氣候不穩加劇,查士丁尼瘟疫、黑死病接二連三席捲歐亞非區域。

在日本,這一波氣候振盪更持續蔓延到 15 世紀,戰亂也隨之繼續肆虐。偏偏江戶時代又繼承了中世紀晚期的氣候劣變情勢,時有大風暴與低溫的席捲。17 世紀的平均溫度甚至曾降到過去兩千年以來最低,日本亦因此發生過六次嚴重饑荒。(與日本相鄰的台灣,也在同一時期荷蘭東印度公司的在台紀錄中,留下「台灣北風強勁」的文字記載。)如果真的曾有過天氣巫女犧牲自己而去換得天氣恢復正常,在這長達幾百年的時間中,更顯得偉大與值得傳頌。

回到近現代的日本,天氣信仰與傳說自然也不斷圍繞著氣象的災變深化。根據文獻記載,直到江戶時代末,日本都仍流傳著大量和天氣有關的神怪傳說故事,像是可以預測天氣的小孩波小僧;在積雪的地方出現的冰柱姬;流傳在岐阜縣和愛知縣的木曾川流域,會在颱風天和豪雨天引起大洪水的遺水;在颱風旺季司掌暴風雨的獨眼龍一目連;擅長景氣和疾病預言,長有鳥喙的人魚狀妖怪天日子等等。這些神怪都是科學發展之前,人們對天氣異變的解釋與想像。

同樣面對氣候異常,有些人選擇了科學,有些人選擇了神靈。哪一邊才是扭轉劣勢的方向呢? source:IMDB

然而儘管天氣巫女神話跨越了時空,無私精神令人敬佩,現代人卻早已有了不同的氣候認知,氣象神社老爺爺向都市文明人須賀先生、夏美小姐解說故事的同時,也隱隱透露了古老文化觀與現代科學衝突:浩瀚天地始終運行,而渺小的人類似乎是用科學自顧自地解釋天地的樣貌。氣候變遷是事實,或是人的誤解呢?

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近代氣候變遷研究小史:從樂觀看待到發覺大事不妙

20 世紀初瑞典的阿瑞尼士(Svante August Arrhenius)是首批注意到氣候變遷並預言今日全球暖化的科學家之一。他首次針對大氣中二氧化碳含量增加對地球氣候影響進行量化評估。他當時的估計是,工業革命後大氣中的二氧化碳含量加倍,可以使地球平均溫度上升約攝氏 4 至 6 度,這個數字與 21 世紀聯合國跨政府氣候變遷專門委員會(IPCC)評估報告推估的相距不遠。不過阿瑞尼士那時並未考慮海洋酸化、海平面上升、永凍土釋放微生物、與區域極端天氣等問題,純粹以自己身處的中高緯度農業區樂觀地認為,氣候增暖將有利於中高緯度地區農作物的生產。

到了 1939 年,地質學家法蘭索瓦.馬隆斯(Francois E. Matthes)在提交美國地球物理學會冰河委員會的報告書當中,首次提出了「小冰河時期(little ice age)」的概念,開啟我們對於氣候變遷週期的全新研究方向。而我們今日已知造成小冰河時期氣候寒冷化的原因包括:太陽黑子減少、火山爆發頻仍、地球軌道與傾角變率等等,氣候變遷、全球暖化更成為人人皆知的氣象研究顯學。

在人類古代歷史當中所見到的氣候變遷,多半是受到天氣變冷(小冰期)所造成的災難,但是當我們放大地質年代的軸線,卻可以發現許多重要的生物滅絕事件與極端氣候暖化的關係卻比較密切。像是泥盆紀後期滅絕事件(Late Devonian extinction)、二疊紀-三疊紀滅絕事件(Permian – Triassic extinction event)、古始新世極熱事件(PETM)等等。其中古始新世極熱事件發生在大約 5600 萬年前,對地球歷史尺度來講是極快的全球變暖時期,當時大量的碳釋放與溫度峰值極大改變了地球氣候,並使得深海生物體系徹底改變。

必須警惕的是,地球生物自己把自己消滅掉的案例不是沒有發生過。5 億年前,第一批類蠕蟲生物在海底演化時,牠們恣意在海床沉積物當中鑽洞,增進了水下沉積物的分解速度;加劇氧氣消耗與二氧化碳釋放,最終使全球暖化,自取滅亡。殷鑑不遠,偏偏人類近代持續向大氣中排放二氧化碳的速度,竟是古始新世極熱事件期間所釋放溫室氣體的 9 至 10 倍,若再加上其他的環境破壞與污染,是超速拉近我們與滅絕漩渦的距離啊!

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虛構與現實互相輝映的無奈

陽菜竭盡全力扭轉天氣的樣子,與奮力應對氣候變遷的一些學界或生態人士為很相似——充滿無私精神。然而現實是,他們對抗災難,往往必須犧牲自己。

陽菜為了拯救東京,不得不犧牲與帆高的生命羈絆,甚至是自己。科學家和氣候工作者則必須走在最危險的氣候工作前線,面對來自四方的政治、經濟巨頭威脅。而帆高以及科學家、氣候工作者背後的家人,僅管不希望自身的愛人走在最危險的氣候工作前線,卻往往只能默默守候。

此外,在整部電影當中,帆高和陽菜在社會的最邊緣過著飄零的生活,雖然當中有須賀和夏美這些善心的大人給予溫暖義助,更多的卻是警察、告密者、冷漠商家的傷害。這些或許可以看成在氣候變遷的大時空當中,與先知先覺者拉扯的負面力量:可能是像川普這樣無視氣候變遷的政治人物;也可能是完全不相信氣候日趨嚴峻的市井小民。《天氣之子》當中最令人感動的是人——那些溫暖人士所帶來的小確幸,但是最讓人悲傷的也是人——大人們名為社會現實的無情枷鎖。

面對天地氣候的變遷,人類能扭轉局面,還是只能順應命運?

在《天氣之子》的結尾,須賀曾對帆高不屑地說:「你們還以為你們改變了世界?省省吧。自戀也要有個限度。」雖然須賀應該隱約猜測到男女主角確實曾經短暫地改變了東京的天氣,但是少數人的努力和那大千世界的混亂相比真的相當渺小,如果人類繼續沉淪下去,就算犧牲再多晴女也無法挽救世界。

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正如同老奶奶對帆高所說的話:「東京在 200 年前也曾是一片海灣。如果真的變回一片海灣只是恢復原狀而已。」新海誠對於這個現代童話的處理相當地另類——沒有好萊塢式的壯烈犧牲挽救全世界,陽菜被勇闖天界的帆高救了回來,而東京繼續被極端豪雨所壟罩,甚至有大半被大水淹沒了。自然環境的改變下人類依舊渺小,毫無插手改變的餘地。

很多時候,我們說拯救環境,其實是「拯救我們原本所適應的環境」。畢竟,當環境的劣變達到人們所無法忍受的地步時,輕則中世紀氣候災難的重演,重則也許是人類滅絕。新海誠在《天氣之子》蘊含的,其實是更深層的氣候警世寓言吧!

後話:在現實世界也充滿特色的《天氣之子》場景

浮世繪裡的素戔鳴尊形象。 Source:wikipedia 

動畫中的氣象神社其實是「高圓寺冰川神社」——日本唯一供奉氣象之神的神社,除了天氣之子,過去也有許多日本電影、動畫以之作為故事場景。冰川神社的主祭神是素戔鳴尊,在這裡被視為掌理海洋與暴風雨的神明。2現在除了想要往氣象科學發展的學生會到此地來參拜,一些希望擺脫雨男、雨女身份;或是希望自己和家人的重要行程不會被雨打亂的人,也會來這個神社祈求天晴。緊扣氣象主軸,冰川神社還有販賣可愛晴天娃娃的造型御守;木屐形狀繪馬供人購買留念。(日本最久遠的占卜氣象方式,是以木屐拋擲落下的正反面作為判定依據(和台灣的擲筊類似),因此冰川神社才有這樣特殊造型的繪馬。)

表面上是祈求晴天,但每個繪馬上的願望背後都是祈禱者所重視的人生時刻。    source:IMDB

讓陽菜變成晴女的廢棄大樓頂樓神社,原型則是隱匿於銀座車站附近大廈中的小神社「朝日稻荷神社」。在日本傳統文化當中,高天原是天上眾神所住的地方,而在日本各地相傳是高天原;或與高天原相連的地方多為險峻的山岳地帶。動畫將高樓之上的神社當作人間和天界交會的邊界,這樣的場景設定也與傳說的有部分吻合。(祈求「生意興隆」的朝日稻荷神社因為《天氣之子》一夕成名,真是有趣的現象呢!)

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Source:IMDB

注解:

  1. 日本氣象廳已釋出令和元年的夏季天氣報告,詳情請見〈夏(6~8 月)の天候
  2. 實際上素戔鳴尊在《日本書紀》、《先代舊事本紀》、《古事記》等古籍中也相當有名,比起作為氣象之神,他在出雲國的事蹟可能更廣為人知:身為葦原中國統治者的素戔鳴尊,因斬殺八岐大蛇挽救出雲國;並迎娶出雲國神么女奇稻田姬,從此成為出雲國守護者。近日蔚為話題的歷代天皇信物之一——天叢雲劍,傳說便是素戔鳴尊斬殺八岐大蛇時,在蛇尾當中發現的。

參考資料:

  1. 小松和彦、飯倉義之著,黃昱翔譯。2015。《日本妖怪完全圖解事典》(日本の妖怪完全ビジュアルガイド)。楓樹林出版社。
  2. 山口敏太郎著,涂紋凰翻譯。2019。《日本妖怪大百科詭祕檔案3:大迫力!世界の妖怪大百科》。楓樹林出版社。
  3. 田家康著,歐凱寧翻譯。2012。《氣候文明史:改變世界的攻防八萬年》。臉譜出版。
  4. 平藤喜久子著,陳家恩翻譯。2019。《日本神樣解剖圖鑑》。楓書坊文化出版社。
  5. 多田克己著,歐凱寧翻譯。2009。《日本神妖博物誌》(GENSO SEKAI NO JUNINTACHI4-NIHON HEN)。商周出版。
  6. 村上健司著,蘇暐婷翻譯。2018。《日本妖怪物語》(怪しくゆかいな妖怪穴)。麥浩斯出版。
  7. Brian Fagan 著,黃煜文翻譯。《漫長的夏天:氣候如何改變人類文明》(The Long Summer: How Climate Changed Civilization)。麥田出版。
  8. Gale E. Christianson 著,達娃翻譯。2017。《全球暖化文明史:從 18 世紀首度發現溫室效應開始,回溯 200 年來影響人類文明大變化的 19 個關鍵時刻》(GREENHOUSE: The 200-year story of Gloabal Warming)。野人出版。
  9. Mark Lynas 著,譚家瑜翻譯。2010。《改變世界的 6℃》(SIX DEGREES:Our Future on A Hotter Planet)。天下雜誌出版。
  10. 「東京・高圓寺」壞天氣快快遠離! 天氣之子聖地巡禮・氣象神社〉,《蹦蹦走跳東京的小日子》。
  11. 維基百科〈素戔嗚尊
  12. 維基百科〈八岐大蛇
  13. 研究發現首批促成全球暖化並自取滅亡的動物〉,環境資訊中心
  14. 新海誠《天氣之子》5 個「隱藏彩蛋」揭密!粉絲狂找《你的名字》主角在哪〉,柯夢波丹
  15. 蓮華胎藏院(Padma-garbha-avasani・きよきあかきはなむすびのみや)
  16. 新海誠《天氣之子》聖地巡禮地圖:新宿歌舞伎町、六本木展望台、台場 6 大必朝聖景點!〉,樂吃購!日本
  17. Earth may be 140 years away from reaching carbon levels not seen in 56 million years , ScienceDaily
  18. Review: “Weathering With You” Is a Giant Allegory for Climate Change , CINEMA ESCAPIST
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嚴融怡_96
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曾就讀中興大學土壤環境科學系,曾在中央研究院地球科學研究所擔任助理,長期作為台北鳥會的生態解說志工,並曾在多個學校社團擔任過講師;喜歡生態學、環境科學、地球科學、生物學、與科學史等領域,對科普教育和環境教育都有著很大的熱情。居里夫人曾說:『我們應該不虛度一生,應該能夠說我已經做了我能做的事。』希望一生都徜徉在科學的星河當中。

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溫室效應有救了?把二氧化碳埋進地底吧!  
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/03/25 ・1389字 ・閱讀時間約 2 分鐘

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本文由 台灣中油股份有限公司 委託,泛科學企劃執行。 

近年全球對於氣候變遷的關注日益增加,各國紛紛宣布淨零排放(Net Zero Emissions)的目標,聯手應對氣候變遷所帶來的挑戰。淨零排放是指將全球人為排放的溫室氣體量和人為移除的量相抵銷後為零。而「碳捕存再利用技術(Carbon Capture Utilization and Storage,簡稱 CCUS)」技術被視為達成淨零重要的措施之一。 

CCUS 示意圖。圖/INPEX CCS and CCUS Business Introduction Video 2022 

「碳捕存再利用技術 CCUS」是什麼? 

CCUS 技術可以有效地將二氧化碳從大氣中捕捉並封存,進而減少溫室氣體的排放。CCUS 包含捕捉、運輸、封存或再利用三個階段,也就是將二氧化碳抓下來,並且存起來或是轉換成其他有價值的化學原料。關於如何捕捉二氧化碳,可以參考我們先前拍的影片《減碳速度太慢?現在已經能主動把二氧化碳抓下來!?抓下來的二氧化碳又去了哪裡?》。 

至於捉下二氧化碳之後,該存放在哪裡呢?科學家們看上一個經過數千萬年驗證、最適合儲存的地方——地底。沒錯,地底可不只有石頭跟蜥蜴人,只要這些石頭中存在孔隙,就可以儲存氣體或液體。最常見的就是天然氣與石油。現在,我們只要將二氧化碳儲存到這些孔隙就好。 

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封存的地質條件也很簡單,第一,要有一層擁有良好空隙率及滲透性的「儲集層」,通常是砂岩。第二,有一層緻密、不透水且幾乎無孔隙的岩石,用來阻擋儲集層的氣體向上逸散的「蓋層」,常見的是頁岩。只要儲集層在下,蓋層在上,就是一個理想的儲存環境。 

臺灣哪裡適合地質封存? 

臺灣由東往西,從西部麓山帶、西部平原、濱海到臺灣海峽,都有深度達 10 公里的廣大沉積層,並且砂岩與頁岩交替出現,可說是良好的儲氣構造。 

至於臺灣適合封存二氧化碳的地點,有個很直接的作法,就是參考石油、天然氣的儲存場域就好,也就是所謂的「枯竭油氣層」。將開採過的天然氣或石油的空間,重新拿來儲存二氧化碳。而臺灣的油氣田,主要集中在西部的苗栗與臺南一帶,在 1959~2016 年,累計產了 500 億立方公尺的天然氣,和超過 500 萬公秉的凝結油。 

臺灣油氣田位置圖。圖/《科學發展》2017 年 6 月第 534 期
鐵砧山每年封存 10 萬噸二氧化碳(相當於通霄鎮 1/3 人口一年的二氧化碳排放量)。圖/台灣中油

而至今這些枯竭油氣田,適合來做二氧化碳的封存。例如苗栗縣通霄鎮的鐵砧山是臺灣目前陸上發現最大的油氣田,不只是封閉型背斜構造,更擁有厚實緻密的緻密蓋岩層。在原有油氣田枯竭後,從民國 77 年開始轉為天然氣儲氣窖利用原始天然氣儲層調節北部用氣的方式,已持續超過 35 年。因此中油也正規劃在鐵砧山氣田選擇合適的蓋層和鹽水層,進行小規模的二氧化碳注入,作為全國首座碳封存的示範場址。並同時進行多面向的長期監測,驗證二氧化碳封存的可行性與安全性。 

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更多詳細內容及國際 CCUS 案例,歡迎觀看影片解惑! 

討論功能關閉中。

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氣候變遷讓缺水、淹水更嚴重,臺灣做好準備了嗎?——專訪水利署賴建信署長
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・2023/10/31 ・3262字 ・閱讀時間約 6 分鐘

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本文由 經濟部水利署 委託,泛科學企劃執行。

「30年後,我們將面對更嚴峻的缺水考驗。」水利署署長賴建信接受我們採訪時坦承地說。

水利署署長賴建信

近年,全臺西部地區都曾遇過「供五停二」的停水措施,,缺水問題更早已是全球問題。根據 2021 年發表在 Nature Communication 上的論文,2016 年全球有 9.33 億的城市人口面臨缺水問題,約為總人口的 12 %;依據過往趨勢推測,至 2050 年,全球將有 16.93-23.73 億的城市人口面臨缺水問題,相當於 2050 年總人口的 17%-24%。

為什麼全球缺水問題會如此嚴重呢?賴建信署長認為首要是「氣候變遷」改變了降雨強度與頻率,並舉生活中的經驗來說明氣候變遷:

「生活在臺灣地區的我們,會感覺到最近好像很久都不會下雨,然後不下雨的時候很熱,但一下雨,雨滴大到打在身上都會痛。」而近期紐約暴雨造成地鐵淹水癱瘓,也是氣候變遷造成的。

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氣候變遷讓降雨更加極端

賴署長說:「可以說以後的降雨會非常集中在特定某幾天。就像剛剛講的,就是突然暴雨,然後接下來一個大乾旱。 」

無論是缺水還是淹水,氣候變遷造成的影響都不容忽視,賴署長表示,不只是降雨頻率會更低,降雨地區也會更加不平均,降雨的強度也會有所提升。

依照聯合國政府間氣候變化專門委員會最糟糕的預測(SSP5-8.5),到了這個世紀中,臺灣暴雨強度會比世紀初提升 20%,世紀末會提升 40%,即便是最優預測(SSP1-2.6),也會在世紀中提升 15.7%。

據上所述,氣候變遷讓全人類無法迴避「降雨不均造成的地區性缺水」,以及「降雨強度提升造成的地區性水災」這兩個問題。雖然個人、企業與政府都為了減緩氣候變遷有所作為,但賴署長也表示,我們該「從科學擁抱殘酷現實,對未來做最壞打算」。

簡單來說,若所有締約國都遵守聯合國氣候變遷大會(COP)的決議完成減碳工作,那氣候變遷也只是不再加劇,並不會立刻恢復到過去的型態,而只要有其中幾項沒有達成,那全世界就得面對更嚴峻的情況。

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回到開頭賴署長所說的 30 年,我們還有時間做好基礎建設,降低氣候變遷對人民造成的影響。「從2016年開始,我們就思考這些問題,思考說臺灣未來面對的自然環境,我們應該如何因應、構築一個怎麼樣的未來。所以當時我們就開始思考包括區域調度、多元水源等相關計畫。」

賴署長提到的「區域調度」相關計畫,即是目前正在進行的「珍珠串計畫」。

地區性缺水解決方案—「珍珠串計畫」

「珍珠串計畫」預計把台灣西部像珍珠一樣珍貴的水源,用聯通管線串聯起來,讓珍貴的水資源可以妥為應用。

臺灣降雨時間和空間差異極大,桃園至屏東等西部地區,在 5 月至 10 月是豐水期,11 月到隔年 4 月是枯水期,然而北北基與宜蘭等東北地區,卻是完全相反,10 月至隔年 4 月有東北季風帶來的豐沛雨量,此時若能將東北地區的水調度至西部地區,將能緩解西部地區缺水。而未來面對更加極端的降雨情況,也能提供一定的支援。

珍珠串計畫的聯通管線預計將在 2028 年全數完成,而在 2021 年旱災中搶先開通的「桃園—新竹備援管線」,從桃園每日調度 20 萬噸的水給新竹,在旱災期間總計調度 2300 萬噸,約是 0.6 座寶山第二水庫的蓄水量,不僅讓新竹地區免於限水所苦,也讓新竹科學園區的科技業能維持生產。

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寶山第二水庫。圖/Wikipedia

不僅管線串聯,更要開創「多元水源」

有了聯通管串聯,就能解決缺水問題嗎?賴署長給出否定答案:「如果只有一種供水方式,突然有意外就完了。當然要有多股水源,多條管線。」

過往開發新水源,直覺想到的是蓋水庫,不過蓋水庫不僅要謹慎評估該地是否有充足水源,考慮安全性及經濟性是否合理,更要謹慎評估對環境生態的影響,通常一座水庫從規劃到興建完成,需耗時數十年的時間。

為了因應氣候變遷與逐步增加的用水量,水利署目前已朝「多元水源」的方式來尋找新水源,像是南化與寶山第二水庫藉由「溢流堰加高」擴增蓄水量,臺中水楠經貿園區淨化污水再利用的「再生水」,以及以及高屏溪的「伏流水」與新竹的「海淡水」,這些多元水源將與水庫水、川流水及地下水等傳統水源共同支撐起全臺用水。

此外,水利署也正想辦法讓洪水資源化,臺灣山高水急,大雨過後的洪水大部分都流向大海,只有少部分可被水庫收集,像是「河槽人工湖」就能增加收集水量,來供應日常使用,或補注超抽的地下水。

地區性強降雨解決方案—從「不淹水」轉變為「耐災韌性」

受氣候變遷影響,近年臺灣短延時強降雨頻率提高,低窪地區或排水系統也時常發生淹水,顯現目前臺灣防洪工程的不足。

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過去臺灣由於預算有限,治水策略多以建護岸、堤防或下水道為主,然而這種作法有其極限,即便已完成防洪工程的區域,也未必能面對未來極端降雨的情況,為此,水利署改變過往治水策略,從「不淹水」轉變為「耐災韌性、與水共生」,而在多年來中央與地方政府的聯合推動下,各地開始邁向「逕流分攤」的方式來治理水患。

「逕流」是指下雨時地表土壤無法吸收的水份,在地表形成的水流。「逕流分攤」是在淹水較為嚴重的河段,於新建(或改建)公共設施時,以不妨礙設施功能,建設洪水期間可收集逕流的滯洪池。此外,為提升土地耐淹能力,「出流管制」政策也要求開發單位,必須提升建築物的透水、保水與滯洪能力。

以日本東京鶴見川為例,由於東京市的發展,導致土地保水、滲透能力降低,洪水尖峰流量增加,更容易發生淹水。為此日本將橫濱日產體育館建置成兼具滯洪功能的公共設施,來應對鶴見川的洪峰流量,館場下方的滯洪池高度高達五公尺,平日則作為停車場使用。

橫濱日產體育館。圖/Wikipedia

「我們希望所有的土地都能更有效地利用,例如我們學校的操場,如果下面是一個蓄水池,那大雨下來是不是就不容易淹水了?」賴署長表示,近期開工的鹿港洛津國小的地下停車場兼滯洪池工程,正是「逕流分攤」的案例。

風暴將至,我們能做好準備嗎?

賴署長略為嚴肅地說:「我不期待氣候型態會回到 30 年前。」並重提了在 IPCC 的最優預測(SSP1-2.6)下,臺灣仍必須在 2050 年面對暴雨強度提高 15.7% 的情況。

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無論我們怎麼做,風暴已確定到來,那麼我們能事先做好準備嗎?賴署長說:「我認為我們能做到的,是使用適當的方法趨吉避凶。」隨著科學進步,模擬變得越來越精準,但終究還是預測,存在不確定性,雖然 2050 年最優預測是暴雨強度提高 15.7%,但上限呢?真的就只有前面提到的 20% 嗎?賴署長提醒我們要面對氣候變遷的現實,並在面臨風暴來臨之前做好準備,這個準備不只要能面對預估強度,更要有足夠的韌性,來面對超越預期的情況。

最後,賴署長說:「每個巨大的改變,一定是從一個微小的生活習慣,比如說開始固定運動,或是固定減少能源浪費。」也許現在看來微不足道的小動作,都將是未來的「重要一步」,就像蝴蝶效應一樣。

相信科學數據,擁抱不確定性,積極做出因應,這不僅是賴署長個人的想法,也是水利署全體的信念,唯有如此,才能在超乎預期的「風暴」來臨之前,做出最好的選擇。

參考文獻

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福島核污水是什麼?我們還能安心吃海鮮嗎?核污水全解析!
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・2023/10/01 ・4897字 ・閱讀時間約 10 分鐘

福島核污水正式排放入海了!食鹽要屯多少?海鮮還能吃嗎?哥吉拉要誕生了嗎?

核廢水是怎麼來的?

2011 年 3 月 11 日,一場海嘯衝擊了在福島海邊的第一核電廠,破壞了核電廠中做為緊急電源設備的發電機,在備用電池電力耗盡後,冷卻系統完全失效。然而反應爐內的連鎖反應還在持續,最後溫度不斷竄高,高溫水蒸氣與燃料護套中的鋯合金,發生鋯水反應並產生大量易燃的氫氣,最終與空氣中的氧氣作用導致爆炸。

在事故發生前後,日本政府灌入大量海水來為反應爐進行冷卻,而這些直接接觸熔融燃料棒的污水,就被稱為核污水,日文則稱為「汚染水」。至於當時的決策細節與失誤,大家可以看今年上映的日劇《核災日月》複習一下。而既然事件已經發生了,我們就重點討論核污水。

《核災日月》圖/IMDb

現在儲存在福島的核污水不只有冷卻水,其實還有受污染的降雨與地下水。事故發生後,東京電力公司在第一核電廠加裝擋水牆,阻擋因為降雨流經 1、2、3 號機組的污染水流入海洋。並且設置凍土牆隔絕地下水,同時挖水井抽出污染的地下水,讓廠區內的地下水水位下降,因此地下水只會從外部滲入,內部的污染水則不會滲到外面。不論是降雨還是抽出的地下水,都屬於污染水,平均每天都會增加 92 立方公尺的污染水。直至本集影片上架,當地已經存有 134 萬噸的汚染水,而且還會持續增加,你可以自己打開 Google Map,鳥瞰這密密麻麻的眾多大型儲槽,別忘了,核反應爐本體才是日本更迫切的問題,要是污水不先處理,要是下一個天災來襲,麻煩又會疊加。因此日本政府在 2016 年就展開討論,準備要處理掉這些污水。

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福島第一核電廠。圖/Google Map

為何決定排放入海?

為何核污水的最終處置決定是排放入海呢?其實 2016 年提出的方案有五種:稀釋入海、蒸發至大氣、電解水釋放氫氣、深層地質注水、以及水泥固化並地下處置。很快,電解水因為還需要相關技術研發而被否決,這個我們在氫能那集講過。深層地質注水和水泥固化並地下處置,則有選址與法規問題,無法立即實現。這部分則等同於核電使用國都面臨的核廢料處置問題,我們之前花過好幾集介紹過,歡迎前往複習。

最後僅剩稀釋入海和蒸發至大氣兩種方法,最後日本認為海洋的擴散行為更容易追蹤,最重要的是成本僅有蒸發的十分之一,因此選用了這個方法。至於有些人說,既然東電跟日本政府都保證安全,何不做成瓶裝水拿去賣?之類的建議在這我們不多討論,就請大家用理智來看待。

核廢水如何被處理?

根據日本政府的規劃,在這些污染水排放入海前,會先進行淨化處理成為處理水。首先,污染水會經過「銫吸附裝置」,除去銫(Cs)和鍶(Sr)。接著再經過淡水化裝置除去水中的鹽分後,成為「鍶處理水」。這種鍶處理水,可以作為 1, 2, 3, 4 號機組的冷卻水再次循環利用。

最後,大部分的鍶處理水,會被送到「ALPS多核種除去設備」,將 63 種放射性核種中的 62 種放射性核種去除。「ALPS多核種除去設備」唯一不能去除的放射性核種,就是氚(H-3)。但其實啊還有一個碳-14 無法被過濾,但濃度低到可以忽視。經過「ALPS多核種除去設備」處理過後的「鍶處理水」,就稱為「含氚處理水」。

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根據日本政府的規劃,在這些污染水排放入海前,會先進行淨化處理成為處理水。圖/PanSci YouTube

含氚處理水中的氚,指的是氫的同位素的一種,在自然界中就存在。半衰期為 12.43 年,衰變時會進行 β 衰變,放出一顆電子並成為氦-3。β 衰變對人體的穿透距離僅限於皮膚,不會對內臟器官產生傷害。
如要能危害人體,需要長期大量攝取由氚構成的重水。關於攝取過多重水對動植物的影響,我們網站上有文章詳細說明過。

簡單來說,綜合自然界中跟福島即將排放的氚,以及我們的生活型態來看,遠遠達不到可能產生危害的程度。知道劑量決定毒性,就像我們每天都吃下不少「有害」物質,例如殘留農藥、油炸致癌物、過多的精製糖等等,但攝取的多寡,對你的健康影響差異很大。那麼重點來了,福島排放的處理水,真的有合乎標準嗎?

處理水符合標準嗎?

這個問題,我們在今年六月的核廢料主題中有提到,國際原子能總署 (IAEA) 在五月底公布了第一階段的調查結果,針對「日本的核種監控能力」進行第三方驗證。結果認為,日本的檢測標準跟分析方法沒問題,調查結果是可信任的。報告中除了氚以外,其他放射性核種的活度也都遠低於排放限值。例如鍶-90 為每公升 0.4 貝克、銫-137 為每公升 0.5 貝克,以臺灣的「食品」標準,銫-137 為每公升 100 貝克以下,雖然鍶-90 還沒有定下標準,但是依國際食品法典委員會的標準,也是在每公升 100 貝克以下。目前的排放值都遠小於標準。

國際原子能總署(IAEA)公布第一階段的調查結果。圖/PanSci YouTube

除了各單一核種的活度以外,所有水中核種加起來的「告示濃度限度比」也低於日本國家標準的每年 1 毫西弗(mSv/year), 1 毫西弗大約是多少呢?大約是一般民眾一年會接收到的輻射劑量。

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至於無法被 ALPS 處理的氚,因為海洋中的水中就廣泛存在,日本將透過海水稀釋後排放入海。目前世界衛生組織對於飲用水的氚含量標準訂為每公升 1 萬貝克,台灣的標準嚴格了許多,是每公升 740 貝克。東電公司的處理水是每公升 14 萬貝克,在排放前會稀釋 740 倍,以每公升 190 貝克的氚濃度排放,低於台灣的飲用水標準。

那麼食鹽呢?我們需要搶購嗎?這就更不用擔心,因為食鹽中不含水,自然也不含氚。或是更進一步可以參考東海大學應用物理系的粉專,他們計算,根據國家標準,食鹽含水量若為 3% 以下,需要每天吃超過 400 公斤的食鹽才會攝取氚超標。真的,別吃那麼鹹啊。

每天吃超過 400 公斤的食鹽才會攝取氚超標。圖/pixabay

那麼,我們就真的兩手一攤,為這件事劃下結論,核輻射只是庸人自擾嗎?

我們該如何看待排放的處理水?

當然不是,就像許多人擔心的,就算科學上告訴你沒問題,但前提是,這些數據得是沒問題的。而且不用說周邊國家,連日本自家民眾也多次抗議處理水的排放。

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目前在 IAEA 架設的網站上,可以看到整個排水計畫的各種即時監測資料。其中就包括出水口的輻射數值監測。

為了驗證處理水不會對海洋生物產生影響,東京電力甚至從去年 9 月開始,就開始進行海洋生物飼養實驗,並且全程公開直播放在他們的YouTube頻道上。不過這頻道訂閱人數跟觀看次數都有點低迷,有興趣的話不妨訂閱,開啟小鈴鐺。

那麼我們能下定論了嗎?在科學上,我們確實能說,在符合規範下,這些排放入海的處理水是沒問題的,食鹽、海鮮也都能照吃,把注重食安與健康的努力分配到其他危害更大、風險更高的事情上,對處理水保持健康而非病態的質疑,對個人來說應該效益更高。

臺灣從去年到今年 6 月,曾 3 次組團赴日考察,並於 8/24 公佈報告書,包含跟日方的問答內容,還有福島核廢水排放設施的照片。海委會表示,專家觀察團評估日方排放相關作業的安全性,跟國際原子能總署評估的結果一致。然而是否選擇相信日本以及 IAEA 給出的數據,如今看來成了國際政治問題。

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另外,在 IAEA 的小組成員中,包含周邊國家:中國、美國、韓國、越南、澳洲、加拿大、法國、俄羅斯、英國、阿根廷、馬紹爾群島,並不包含台灣。如果台灣也能以任何形式加入團隊,或得以取得樣水複測,讓我們知道,日本以及 IAEA 給出的數值是可信的,想必都能更進一步降低民眾的擔憂。

最後,也問問大家,對於這次的處理水排放事件,你會擔心我們的海鮮或食鹽受到影響嗎?

  1. 不擔心,跟人類對海洋的其他污染相比,根本小巫見大巫。
  2. 擔心,等我親眼見到泛科學到現場實測我才相信。機票我出!

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參考資料

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