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全球暖化是假的?盲目追求平衡報導恐放大證據薄弱的推測│科學家與媒體的橋樑(七)

台灣科技媒體中心_96
・2020/09/28 ・4964字 ・閱讀時間約 10 分鐘 ・SR值 622 ・十年級

編按:充斥在新聞媒體或社群上的偽科學謠言,或似是而非的「新發現」,通常都以誇張聳動的標題吸引讀者的目光,並讓多數人深信不疑。誰能擔任這個破除迷思的角色,成為科學家與媒體傳播間的橋樑,為閱聽者導正視聽呢?這一系列文章,將介紹英國科學媒體中心(SMC)如何運作,打擊新聞上的偽科學、假訊息。

BBC 退休記者 Peter Sissons。
圖/wikipedia

2009 年 6 月,彼得.西桑斯(Peter Sissons)從英國廣播公司(以下簡稱 BBC)退休,告別他在 BBC 20 多年的新聞生涯。這些年來,西桑斯曾擔任記者、廣播新聞主持人、第四頻道(Chanel 4)的新聞主播,他在播報台上的身影極具時代意義,新聞同仁無不懾服於他臨危不亂、清晰而沉著的播報姿態。唯有一次他遭受輿論批評,是 2002 年英國女皇的母親逝世,他正襟危坐在主播台上向全英國人民宣告與皇室同哀的消息,卻不及換上黑色領帶,那條他繫在前胸的勃根地酒紅色領帶,在全國哀悼的同時,成了批評者不願放過的標的。

英國BBC前主播不相信全球暖化,批新聞台政治正確

2011 年,西桑斯出版回憶錄《當一扇門闔上》(When one Door Closes),[1] 一改 BBC 當家主播可靠沉穩的姿態,大力抨擊 BBC,以最嚴厲的口吻指稱「BBC 成了氣候變遷狂熱者的宣傳機器」。

他認為在 BBC 新聞台,政治正確與否的重要性,已經高於對新聞最基本的要求。一開始他只是不滿氣候變遷的報導只有單方面的故事,即「全球暖化正在發生」,而環境記者卻忽略氣候系統的複雜多變,只消用典型的 2 分鐘剪輯便完成報導。西桑斯後來更加不滿支持全球暖化的篇幅,遠高過反對者的聲音,在書裡他說「那實際上根本是零」。

他認為不論反對者的聲音多麼邊緣,都應該被聽見、在報導中佔有一席位置。他說:「對我來講,最讓人擔憂的,是全球暖化這題,它政治正確凌駕新聞價值的頻率在過去 10 年不斷增加。

Peter Sissons 所著的《When One Door Closes》。
圖/amazon

但科學證據不斷指出,全球暖化確切發生

事實上,全球暖化的科學證據每年都重複驗證這影響全球的現象確切發生,且以前所未有的規模持續擴大。聯合國政府間氣候變遷專門委員會(IPCC)於 1988 年成立,[2] 這個專門小組每年審視全球的氣候變遷科學研究,並做出當時決議;1990 年,第一份報告書即指出,[3] 當時的科學模型發現全球溫度逐年增加,只是模型所預測的時間和程度仍不確定,呼籲要跨國合作才能更理解全球暖化並減緩暖化速度;聯合國於 1997 年簽定「京都議定書」,具體訂出全球溫室氣體的減量目標。

1990 年代末,科學證據逐漸累積、茁壯,在在指出全球暖化是不爭的事實。1998 年,剛從耶魯大學(Yale University)拿到博士學位,正在馬薩諸塞大學阿默斯特分校(University of Massachusetts Amherst)擔任博士後研究員的麥可.曼恩(Michael Mann),與同事共同發表一篇期刊論文,[4] 他們利用樹木年輪資料所建造出的氣候模型,可往回窺探 6 個世紀的氣候改變。

這個模型計算出溫室氣體濃度、太陽輻射、火山氣懸膠體等因素,都促成了前 400 年的氣候變異;但 20 世紀以來,很可能推升全球溫度的主要原因,是疾速上升的溫室氣體濃度。這篇發表於權威科學期刊《自然》(Nature)的論文,很快獲得學界與媒體的注意,文中呈現的氣候變化圖表,也有了全球知名的稱號,為「曲棍球棒曲線」(Hockey stick graph)

這份研究的成果直指人類排放的溫室氣體,是肇因氣候暖化的元凶,又稱人為氣候變遷論(anthropogenic climate change)。在有更多證據支持這個結論之前,這篇論文已掀起學界與媒體的討論。最積極挑戰這一研究結果的,無疑是首當其衝的化石燃料產業。

西桑斯在 BBC 退休前的那 10 多年,正是這篇論文發表後,支持與反對全球暖化的陣營互相拉鋸的關鍵 10 年。西桑斯對全球暖化的懷疑,並非毫無來由。

圖一:左為著名的曲棍球棒曲線,20世紀開始急速升溫的全球溫度,被認為是人類活動的碳排放所導致。右為氣候科學家麥可.曼恩與他用來建構氣候模型的樹木年輪。[5]

爆出「氣候門」,科學家遭指捏造「人為氣候變遷」證據

就在西桑斯宣布退休後的幾個月,2009 年年底,聯合國根據氣候變遷綱要公約(UNFCCC),即將召開第 15 屆締約方會議(COP15)。會議前幾週,幾千封電子郵件和檔案資料夾被駭出,複製到多個網路位置。駭客攻擊的單位是東安格里亞大學氣候研究小組(Climate Research Unit, University of East Anglia)的伺服器,竊取了跨國氣候科學家的書信往來,也包括他們的實驗資料。

首先揭露這些內容的,是氣候變遷懷疑論者詹姆斯.德林波爾(James Delingpole)。德林波爾是英國的記者、政治評論家與小說家,他在 2009 年 11 月 20 日的每日電訊報(The Daily Telegraph)發表文章《氣候門:人為氣候變遷的最後一根棺材釘?》,[6] 借用最廣為人知的醜聞事件「水門案」(watergate),為這些電子郵件起了易於記誦更易於傳播的名字。

文中,德林波爾「舉證歷歷」,說明氣候科學家如何操弄資料,指稱人為氣候變遷是捏造出來的陰謀。他摘取了電子郵件中的段落,包括曼恩說自己用了點「小伎倆」(trick)來整理資料等。德林波爾捕風捉影排版了這些私人信件的片段,並加以點綴,提到「其實地球正在降溫」,而且「轉換綠能會提高稅額並增加電費」;他認為,人為氣候變遷的科學證據其實是科學家偽造的,目的是獲取龐大的政治利益與金錢報酬。

調查發現科學家並未捏造研究,但民調已出現改變

可以想見,2009 年第 15 屆締約方會議在「氣候門」文章發表後的 10 天召開,在哥本哈根的會議現場,媒體的關注焦點都圍繞著「科學家的陰謀」打轉。原本就仰賴政治折衝合作的氣候變遷議題,這次不只是角力,雙方陣營所牽涉的利益結構,也一次浮上了檯面。2010 年,英國下議院的科學與技術委員會(Science and Technology Committee)調查整起事件,宣布並無捏造與不法;另一由多位科學家聯合組成的獨立調查小組,也沒有發現任何缺失。

但為時已晚,由 BBC 主持的民調結果顯示,2009 年 11 月至 2010 年 2 月,英國民眾同意「氣候變遷大多是人為造成」的比例,從 50% 降至 34%;而這一結果也與美國獨立民調機構皮尤研究中心(Pew Research Center)的數據相符:2009 年的下半季,氣候變遷懷疑論者的比例顯著上升了。

自從曼恩發表了曲棍球棒曲線,到氣候門事件爆發,已經過了 10 年。這 10 年來,支持全球暖化的科學證據、期刊文章,重複說著同一個故事:整體而言,地球在增溫,而且沒有停下的趨勢。

但隨著科學證據愈清晰,懷疑論者的聲量也愈響亮。這群「反對全球暖化」的人,其實沒有提出任何一篇挑戰全球暖化的科學研究論文,卻能成功販賣懷疑,動搖大眾認知的氣候變遷。

氣候變遷懷疑論者透過出版書籍傳播,而非需要同儕審查的期刊

美國俄克拉荷馬州立大學的環境社會學家萊利.唐萊普(Riley E. Dunlap)和美國中央佛羅里達大學政治學者彼得.雅克(Peter J. Jacques)發現,[7] 氣候變遷懷疑論者又或稱氣候變遷否定論者(climate change deniers)的論述,主要的傳播渠道是大眾出版書籍。他們繞過了需要同儕審查的科學期刊,用更平易近人的語言來包裝懷疑,利用出版網絡散播出去。

這篇由上述兩位學者於 2013 年發表的研究發現,1982 年有一本以早期氣候科學為基底的書籍,討論二氧化碳可能對大氣的助益;除此之外,一直到 1988 年都無任何挑戰氣候變遷的書籍出版。

但 1988 年聯合國成立政府間氣候變遷專門委員會後,幾乎每年都有個位數的類似出版物,直到 2007 年,每年有十多本,氣候門事件發生的 2009 年,出版了 21 本。這些書籍作者有的是自然科學背景,有的專攻政治社會學,他們直接對民眾說話,提出的論述皆以「懷疑」為核心,由化石燃料產業資助的保守派智庫為後盾,大量產製科學不確定性,認為現在的科學證據還不足夠、不能驅使政府制定氣候政策。

圖二:唐萊普和雅克研究中,整理的氣候變遷懷疑論大眾書籍數,Y 軸是出版書籍數,X 軸是年份。[8]

一味追求平衡報導,易放大證據薄弱的推測

氣候變遷否定論者的論述方式,不是提出可供同儕審查的研究;他們質疑氣候科學的資料和研究方法,攻擊氣候科學家的誠信來強化煽動力道。氣候變遷懷疑論者質疑地球是否真的暖化,質疑人為活動是導致地球暖化的主要原因,也質疑氣候暖化的嚴重性。

從 1990 年代末到 2011 年,西桑斯經年累月懷疑氣候變遷真實性的時間點,正是保守勢力不斷增強影響力的關鍵幾年;在英國SMC主任費歐娜.福克斯(Fiona Fox)的經驗中,西桑斯認為氣候變遷報導沒有涵蓋到氣候變遷懷疑論觀點是無稽之談。

就在西桑斯出版回憶錄的後 2 天,福克斯在 BBC 專欄上直接回應。[9] 她說,科學媒體中心處理氣候變遷的 8 年來,從來不缺記者基於「平衡報導」的立場,要求訪問懷疑論者。甚至,她也細數了多位 BBC 讀者熟悉的懷疑論專家,他們即時提供記者平衡報導的需要。

福克斯再次提醒,科學報導中無論如何都力求平衡觀點是危險的。她說,「對我而言,過去 10 年裡,科學報導的挫敗就在於當時英國社會有超過 6 成的民眾認為,生醫科學界有一半的學者不同意 MMR 疫苗是安全的;但事實上不是。」

福克斯認為,報導的確需要多元聲音,像是重要的事情如氣候變遷的影響地區與程度、長遠的應對規劃,以及科學界真正的辯論。未經深思的平衡報導容易讓大眾錯認「科學界的共識」,科羅拉多大學波德分校的環境科學副教授馬克斯威爾.博伊可夫(Maxwell T. Boykoff)認為,當大眾媒體錯誤再現了這些科學門外漢的觀點,便是誤導了大眾和政策制定者,使這些社群花費珍貴的力氣辯論虛幻議題,對整體社會毫無益處。[10]

圖/pikrepo

2012 年,曼恩出版第一本大眾書籍,[11] 說明氣候變遷的科學證據、研究限制、方法和重要性;也一次回應了氣候門事件的始末,包括氣候科學家如他自己這些年遭受的攻擊甚至死亡威脅。

科學家正面迎戰假消息,確保溝通管道暢通

自從 2009 年氣候門事件以來,氣候科學家學習離開熟悉的學術領域,使用大眾語言溝通科學發現,他們接受媒體專訪、參與紀錄片、發表專欄文章,將大眾誤解氣候科學的危機,轉為重述科學事實的機會。英國SMC 趁著全球媒體都在關注氣候門事件的浪潮上,邀請頂尖的氣候科學家舉辦記者會,正面回應記者的詢問;當媒體錯誤報導,即時發布正確消息;面對科學不確定性也不回避,「不要冒著不誠實和過度宣稱的風險,」福克斯說。一旦科學家與媒體的管道暢通,才有機會真正扭轉偏見與錯誤。

出版曲棍球棒曲線至今已 20 年,將近 9 成以上、數千篇的研究論文都支持人為氣候變遷理論;[12] 2019 年 5 月,英國衛報的報導指引認為「氣候變遷」已不再適用現實狀態,應該改為「氣候危機」或「氣候緊急情況」(climate crisis or climate emergency)[13] 才能反映全球面臨的威脅。

時至今日,回望曼恩等人被惡意指控的信譽問題,再回首大眾出版書籍所傳播的懷疑論點,只是再次顯示了科學因為困難,而讓傳播更為艱困,使惡意和錯誤能趁虛而入。報導如何重現真實,科學家如何克服溝通門檻,而讀者又該如何培養自己的識讀能力,將是資訊爆炸的今日,沒有人能輕忽的重要問題。

註釋

[1] Sissons, P. (2011). “The BBC became a propaganda machine for climate change zealots, says Peter Sissons… and I was treated as a lunatic for daring to dissent”. The Daily Mail, 2011/02/09. 2020/01/20 檢閱。

[2] 政府間氣候變遷專門委員會介紹。2020/01/20 檢閱。

[3] Houghton, J. T., Jenkins, G. J., & Ephraums, J. J. (1990). “Climate change: the IPCC scientific assessment. Intergovernmental Panel on Climate Change”. World Meteorological Organization, United Nations Environmental Programme. Cambridge Univ. Press.

[4] Mann, M. E., Bradley, R. S., & Hughes, M. K. (1998). “Global-scale temperature patterns and climate forcing over the past six centuries”. Nature, 392(6678), 779-787.

[5] Brumfiel, G. “Academy affirms hockey-stick graph”. Nature 441, 1032–1033 (2006) doi:10.1038/4411032a

[6] Delingpole, J. (2009). “Climategate: the final nail in the coffin of ‘Anthropogenic Global Warming?” The Daily Telegraph, 20. 2020/01/20 檢閱。

[7] Dunlap, Riley & Jacques, Peter. (2013). “Climate Change Denial Books and Conservative Think Tanks”. The American behavioral scientist. 57. 699-731. 10.1177/0002764213477096.

[8] 同註 7。

[9] Fox, F. (2011). “Why Peter Sissons is wrong about BBC climate coverage”. The BBC, 2011/02/08. 2020/01/20 檢閱。

[10] Boykoff, M. T. (2013). “Public Enemy No. 1?”. American Behavioral Scientist, 57(6), 796–817. doi: 10.1177/0002764213476846

[11] Mann, Michael E. (2012). “The Hockey Stick and the Climate Wars: Dispatches from the Front Lines”. Columbia University Press.

[12] Cook, J., Oreskes, N., Doran, P. T., Anderegg, W. R. L., Verheggen, B., Maibach, E. W., … Rice, K. (2016). “Consensus on consensus: a synthesis of consensus estimates on human-caused global warming”. Environmental Research Letters, 11(4), 048002. doi: 10.1088/1748-9326/11/4/048002

[13] Carrington, D. (2019). “Why the Guardian is changing the language it uses about the environment”. The Guardian, 17. 2020/01/20 檢閱。

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熱穹所壟罩的世界!——熱浪對全球造成的衝擊
科學月刊_96
・2022/11/26 ・4035字 ・閱讀時間約 8 分鐘

  • 駱世豪/中研院環境變遷研究中心博士後研究學者。

Take Home Message

  • 歐美熱浪的主因是噴流增強了熱穹的下沉,造成熱空氣北移和累積。臺灣的熱浪則是受到副熱帶高壓的影響。
  • 熱浪發生頻率變頻繁且強度變強,與溫室氣體排放造成的全球暖化效應增加有很大的關係。
  • 熱浪事件對生態、糧食、經濟和健康等面向都造成威脅,全球與臺灣熱浪的持續天數和強度都有增加的趨勢。

古代傳說中,后羿射下九個太陽讓地上的氣候適宜、萬物得以生長,古代的預言已經告訴我們,炎熱的氣候條件不利於萬物的生長。而在現今全球暖化的情況下,另外九個太陽會復活嗎?以上雖是玩笑話,但今(2022)年歐洲國家就受到熱浪(heatwave)嚴重影響,葡萄牙與西班牙最高溫度達到45℃以上;英國更出現54℃以上的極端高溫,發布有史以來第一個紅色高溫預警,並進入緊急狀態。

據統計,歐洲各國在6月因熱浪死亡的人數高達2468人。中國的溫度也突破近62年的歷史同期最高夏季平均氣溫,有23個省分出現40℃以上高溫,許多地方都出現因熱浪致死的案例。臺灣也在7月中出現接近40℃的溫度,並在多地出現35℃左右、維持數天的極端高溫。近年來熱浪的強度和發生頻率不斷提高,造成人員經濟的損傷也愈來愈多,而究竟什麼是熱浪?它形成的背後機制為何?

熱浪是什麼?

「熱浪」是夏季主要造成災害的極端事件之一,根據世界氣象組織(World Meteorological Organization, WMO)的定義:「熱浪現象是指一個地區超過該地區的歷年最高溫度平均值5℃以上,並且持續5天以上。」一個地區能維持極端高溫並持續一段時間,背後一定有些天氣系統所導致。

如近年歐洲、北美熱浪頻傳,主要因素就是噴流(jet stream)與熱穹(heat dome)所造成;東亞主要受太平洋副熱帶高壓(subtropical high)影響;印度和亞馬遜等熱帶區域則主要是受到降雨的影響。各區域因為氣候背景與緯度位置不同,造成熱浪的成因也有所不同,接下來我們會依序介紹世界各地氣候與緯度間的相互關係。

高空之龍所環抱的氣團

當北半球夏季中高緯地區噴流向北蜿蜒形成一個像Ω(omega)的形狀時,就有可能形成熱浪(圖一),或因為它的特殊形狀而被稱為阻塞高壓(omega blocking)。噴流是一股由西往東的氣流,通常位於對流層頂,它的水平長度達上萬公里、寬數百公里,中心風速有時可達每小時200~300公里。

而噴流就像一個在地上亂甩的水管,蜿蜒的波動有時往北有時往南,當噴流在北美或歐洲地區蜿蜒向北時,會形成一個Ω的形狀,也會造成反氣旋(順時針)式風切,進而讓大氣產生下沉運動。在此區域內不易形成對流,造成穩定且乾燥的環境,也就是所謂的熱穹,或是阻塞高壓。噴流和熱穹是相輔相成的關係,噴流增強熱穹的下沉機制,將南邊的暖空氣往北傳送,並將熱空氣累積,所以才形成熱浪。

圖一:熱浪形成原理與機制
(資料來源:AFPgraphics)

而在東亞的夏季,氣溫主要受太平洋副熱帶高壓(subtropical high,以下簡稱副高)影響。副高中心約位於太平洋(東經160度、北緯30度左右),在它的增強過程中會向西伸擴張至中國東南沿岸,而當副高處於增強的狀態時,副高系統會再向西延伸且壟罩整個臺灣。

如上述所說,高壓壟罩的狀況下屬於對流穩定的晴朗天氣,配合上夏季的西南季風,將暖濕空氣往北傳送並堆積在副高所壟罩的區域上,最後在此區域形成熱浪現象。相較於北美、歐洲區域的乾熱浪,臺灣的熱浪屬於濕熱浪(wet heatwave)。除了極端高溫外,還有著高濕度的影響,悶熱的環境對人體有更大的傷害和影響。

另外,印度和亞馬遜熱帶區域雖屬於終年偏高溫的地區,但仍有熱浪現象產生,主要原因是降雨。熱帶地區主要氣候分為乾季與溼季,溼季通常為該地區的夏天,下雨能有助於該地區降溫,所以當降雨系統未出現、延遲或偏移,就很有可能會造成嚴重的熱浪。

熱浪造成的嚴重影響

熱浪事件對生態、糧食、經濟、健康等面向都造成諸多影響,以下將分為四類說明:

生態浩劫

根據聯合國(United Nations, UN)底下的政府間氣候變遷專門委員會(Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC)第六次評估報告預測,如果到了2100年全球的溫度升高達到2℃,陸地上大約18%的物種將面臨滅絕的高風險;如果升溫至4.5℃,在我們有紀錄的所有動植物物種中約有一半將受到威脅。臺灣也面臨相同的狀況,當熱浪發生的頻率愈來愈高,持續時間和強度也都增加的狀況下,將發生物種多樣性減少、物種的分布改變、增加外來物種入侵機會等情況,對整體生態系平衡或農業生產造成衝擊。

糧食危機

IPCC於2019年報告中指出,全球主要農產品(如玉米、小麥、大豆)產量都會受到全球暖化影響減產1.8~4.5%。若情況持續惡化,到21世紀中則可能導致產量下降5~30%。

經濟損害

美國報導指出熱浪會造成極端高溫,進而對人體產生危害,所以對於生產力(gross domestic product, GDP)也有影響。在高於平均水平的夏季氣溫下,每升高1℃,美國各州的GDP就會下降0.25%。國際信評機構標普全球(S&P Global)的報告預測,氣候變遷恐導致2050年前全球每年經濟產出損失4%,臺灣位處的東亞區域則會有1%左右的損失(圖二)。

圖二:全球GDP損失分布預測
預估全球於2050年在中度暖化情境(RCP4.5)下,GDP因水災、自然災害以及熱浪所造成的損失分布。
(資料來源:S&P Global Ratings, Trucost, 2022)

人體危害

對於人體而言,熱浪最嚴重的傷害為熱衰竭(heat exhaustion)。根據臺灣氣候變遷推估資訊與調適知識平臺計畫(TCCIP)的報告指出,2003年的歐洲熱浪估計已造成七萬多人死亡;2010年俄羅斯熱浪則導致超過5萬6000人死亡。科學家警告:「如果各國家和企業不採取激烈行動來削減溫室氣體排放,2050年時的英國與高溫相關的死亡人數預計將增加兩倍,而且世界將經歷更頻繁、更強烈、更危險的熱浪危機。」

越來越熱的台灣——極端高溫天氣的頻率增加

熱浪發生頻率變頻繁且強度變強,主要與溫室氣體排放造成全球暖化效應增加有很大的關係。更進一步使用溫度發生機率圖解釋(圖三),若峰值愈接近右邊,代表高溫事件發生的機率愈高;反之,若峰值愈接近左邊,低溫事件發生的機率愈高。當全球暖化效應增強時,就如同圖三所顯示的新氣候,整體機率分布相較於舊氣候來說會往右偏移,往更高溫度的地方移動,造成熱浪事件的發生機率更高。

而實際上全球的變化也是如此,根據科技部、中央研究院環境變遷中心以及國家防災中心的報告,比較全球早期(1951~1980年)和近期(1981~2010年)的日最高溫資料(圖四左),在機率分布圖上可以看到往右偏移的情形,表示極端高溫事件的頻率與溫度都有增加的趨勢。

臺灣的夏季日最高溫度也有相同的趨勢變化,以臺北的資料為例,比對早期(1960~1990年)和近期(2006~2017年)的夏季日最高溫度,能發現近期的頻率分布向右偏移,夏季日最高溫度的發生機率增加,平均值也增加近1℃(圖四右)。全球與臺灣的平均氣溫或極端溫度發生頻率皆有增加的趨勢。

圖三:全球溫度發生機率變化分布圖
若峰值愈接近右邊,代表高溫事件發生的機率愈高;愈接近左邊,低溫事件發生的機率愈高。當全球暖化效應增強時(新氣候),整體機率分布會往右偏移,造成熱浪事件機率增加。而實際上全球的變化也是如此。(資料來源:Matt 科學Taylor, BBC Weather)
圖四:日最高溫與日最低溫觀測頻率分布圖
(資料來源:《臺灣氣候變遷科學報告2017-物理現象與機制報告》)

在未來(21世紀中後期)趨勢的變化中,研究學者利用模式推估,指出以現在的熱浪門檻為標準,未來若是能將全球暖化程度控制在低暖化情境(RCP2.6),則臺灣地區的熱浪不管是在頻率、持續時間或強度上,和現今的差異不大。相反的,在高暖化情境(RCP8.5)情境下,21世紀末臺灣整個夏季都可能處於熱浪狀態。未來若暖化情況持續增長,熱浪的發生將成為常態,而且持續天數和強度也有增加的趨勢。

TCCIP計畫依據IPCC所設定的溫室氣體排放情境,進行臺灣地區的溫度模擬:在高暖化情境(RCP8.5)推估下,世紀末可能增溫超過4℃,而北部地區增溫較南部嚴重,高溫有可能影響農作物生長與收成。臺灣在未來將面臨更嚴重的熱浪衝擊,對於能源使用、公共衛生健康等都可能帶來前所未有的考驗,而這急迫性的問題,就像電影《普羅米修斯》(Prometheus)裡女主角說的:

「如果不阻止它,我們就會無家可歸!」(If we don’t stop it, there won’t be any home to go back to!)

溫室氣體排放情境假設:「RCP」

IPCC的報告中長使用到的濃度路徑「RCP」為representative concentration pathways的英文縮寫,代表不同程度暖化路徑的人為溫室氣體排放量的「情境假設」,其中假設四種不同暖化情境,由輕微到最嚴重分別為RCP2.6、RCP4.5、RCP6.0、RCP8.5,分別代表的意義如下:

  • RCP2.6:增溫最小且緩慢的情境,輻射強迫力先在21世紀中期達到最大值3 Wm-2,大約和二氧化碳濃度490 ppm相似,然後再緩慢下降到21世紀末。
  • RCP4.5:輻射強迫力會在21世紀末達到一個穩定狀態的情境,約為4.5Wm-2,和二氧化碳濃度650 ppm相似,代表世界各國會想盡辦法做到溫室氣體減量的目標。
  • RCP6.0:和RCP4.5相似,但輻射強迫力為6 Wm-2,約為二氧化碳濃度850 ppm,代表世界各國並沒有盡全力積極做到溫室氣體減量的目標。
  • RCP8.5:輻射強迫力持續的增加到大於8.5 Wm-2,即二氧化碳濃度會大於1370 ppm,代表世界各國並無任何減量的動作。
圖五:輻射強迫力隨時間的變化圖
(資料來源:TCCIP; Representative Concentration Pathway, GRID-Arendal/Studio Atlantis, 2021)
  • 〈本文選自《科學月刊》2022 年 11 月號〉
  • 科學月刊/在一個資訊不值錢的時代中,試圖緊握那知識餘溫外,也不忘科學事實和自由價值至上的科普雜誌。
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靠天吃飯行不通,氣候變遷下的「進擊農業」
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2022/11/12 ・2354字 ・閱讀時間約 4 分鐘

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根據聯合國政府間氣候變遷專門委員會在 2022 年發布的第二工作小組「衝擊、調適與脆弱度」報告 (AR6 WII) ,人為導致的氣候變遷包含更頻繁、強度更強的極端天氣事件,以及在升溫情境下人類和自然都將面臨各種風險。

傳統的水稻耕作法在插秧時需要使用大量的水。(圖/envato)

去年 (2021) 年斯德哥爾摩研究所的報告指出,農業是受氣候變遷衝擊最大的產業之一, 不論是極端天氣或長期氣候模式轉變,農業所承受的風險是其他產業的好幾倍。

過去一年,臺灣各地經歷了大大小小的淹水和乾旱,我們常說農業是「靠天吃飯」,在氣候變遷之下,臺灣農業會遭受什麼衝擊呢?

靠天吃飯的農業

由於臺灣農作大多露天生產,更容易受溫度和雨量影響。暖化趨勢可能會使作物產期提前或延後,進而影響到品質與產量,以稻米為例,溫度上升的情境下,全臺稻米產量呈減少趨勢,二期稻作又比一期減產程度更大。

至於爲什麼稻作會分成一期和二期?主要因為臺灣介於熱帶、亞熱帶氣候之間,氣溫溫暖且雨量豐沛,一年內適合種植水稻的月份達十個月,因此每年可以種植兩期水稻,第一期通常在冬末春初時插秧,夏季收成,期間約在每年二月至六月;而第二期在七月至十一月,由於氣候條件不同,第二期的單位面積產量通常比第一期低,氣候變遷的升溫情境下,二期產量下降又更為明顯。

極端氣候的影響下,降雨分布也呈現兩極化,乾旱或是暴雨成為常態。(圖/envato)

此外,當降雨型態轉變,雨量太少時造成農作物缺水、強度過大則破壞外觀及品質;而大氣中的二氧化碳濃度提高,會導致植物體碳氮比上升,使農作物更容易遭受病蟲害感染。

雖然「靠天吃飯」的農業受到許多氣候變遷下的衝擊,但其實還有一句俗諺説:「只靠雙手不靠天,修得水利萬年甜。」

臺灣農業究竟如何要克服這些困難呢?一起來看看這些調適策略吧!

水資源不夠「旱田直播」行不行

這邊的直播可不是指在田梗間架手機鏡頭,現場 Live 給大家看作物生長,而是一種直接將水稻種子播在土裡的種植方式。但為什麼要採用旱田直播,而非插秧灌溉這種大家熟悉的方法呢?

水稻種植需要許多水,尤其在插秧時更需要長達三個月的「淹田」,也就是將插滿秧苗的田灌滿水,才可以讓秧苗好好長大。

而故事就要從新竹縣新豐鄉說起,新豐是新竹縣稻米產量最大的產區,然而卻是位於俗稱「風頭水尾」的地區,由於地理位置在石門水庫最尾端,灌溉時搶水搶不過上游的農田。

前面有提過,臺灣水稻一年中可以分兩期栽種,在一期稻作的淹田工作期間大約是一月至四月底,恰好落在臺灣十一月至四月的枯水期,正需要水的時候卻沒有水,使在地的青農開始思考,若未來水情更緊張時,新豐還能繼續種植水稻嗎?因此,必須找出能永續種植的解方。

於是,他們便開始嘗試「旱田直播」的種植方式,直播與傳統種植最大的不同在於,初期不插秧、不淹田,省去這兩個步驟便可以減少大量的灌溉用水。

旱田直播的前三步驟便是關鍵,首先為種子處理,就像是打電動時,在對戰前要先把裝備穿好以防止被攻擊,由於直播不會經過育苗,種子會直接在土壤裡發芽,必須先將種子消毒、裹上藥劑,避免感染水稻在發芽過程的常見疾病;接著是整地,透過整田機具打破犁底層,未來水稻種子發芽時,根系可以更深入土壤表層生長,即便在水分不充足時,秧苗也可以自己在土壤裡找水份;最後為播種,將種子直接播種至土上,再覆上一層土壤保水,給種子適合發芽的環境。

當然,最重要的還是秧苗長得怎麼樣,與生長時間相同的傳統秧苗單株作比較,旱田直播秧苗根系更長、更茂密;由於不用育苗,整地播種的時間提前至十二月底,地上部的莖、葉也有較充裕的時間生長,更為強健、耐旱,有可能成為未來氣候變遷下水稻產業的永續策略之一。

「好天要存雨來糧」—— 農業調適策略還有這些

這句古諺意思是告訴人們要未雨綢繆,替之後的變化做準備,就像現在的我們面對氣候變遷帶來的衝擊,也需要不同的調適策略,應對未來的挑戰。例如使用分子標記輔助育種,找出與性狀相關的基因後做記號,縮短育種時間,開發出能抵過逆境的品種。

而開發新品種的基礎建立在遺傳資源上,這些是幾萬年來大自然演化之下的結果,因此臺灣作物種原庫就像是一座銀行,保存著珍貴的遺傳資產 —— 作物活體種子。

就如同戰鬥組合技,有時經典能力加上新裝備就能發揮最大效用,過去農業發展過程中,前人便留下許多經驗的傳承,搭配現代科技及資訊,有望在未來走出一條永續的路。

臺灣的農業故事展示廳,介紹臺灣農林漁牧業各面向的新發展。(圖/國立科學工藝博物館)

位於高雄的國立科學工藝博物館「臺灣的農業故事展示廳」,便展示了臺灣農業的多元發展,不僅是氣候變遷的農業調適,從臺灣農業的本土特色到科技成就,例如從博物館級的「植物工坊」了解全人工光源、無土的栽種方式,智慧農業 4.0 又是如何改善畜牧業的生產,以及透過 DNA 互動遊戲理解新品種如何產生等,在參觀的過程中看見臺灣農業的今天和未來。

參考資料

  1. 斯德哥爾摩環境研究所報告
  2. 臺灣氣候變遷推估資訊平台
  3. 氣候變遷對台灣農業生產體系的影響
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淨零碳排 ≠ 不排碳!?  解密 COP26 後的永續關鍵字
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2022/11/11 ・1951字 ・閱讀時間約 4 分鐘

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「2050 淨零碳排」從第二十六屆聯合國氣候變遷大會 (COP26) 後,便成為 2022 年各國政府和產業永續發展的熱門關鍵字。

到底什麼是「淨零碳排」?為什麼需要達到「淨零碳排」?COP 26 又是什麼?為什麼要特別在 2021 年提出來呼籲?

國立科學工藝博物館「氣候變遷展示廳」,模擬平均溫度升高1~6°C全球的改變。
(圖/國立科學工藝博物館)

加加減減的淨零碳排

「淨零碳排 (Net Zero Emission) 」雖然提到「零」這個字,但意思並非我們完全不能排放溫室氣體,而是利用加減法的概念,在特定一段時間內使「人為造成的溫室氣體排放 — 移除溫室氣體 = 0」

因此若要達成淨零碳排的目標,我們需要減少人為溫室氣體排放,其中包括生產能源過程的排放,以及產業排放;而移除溫室氣體的方法可以分為兩大類,一是自然碳匯,像是森林及海洋都能夠吸附、保存溫室氣體,二是人為開發負碳技術,例如碳捕捉、封存等。

至於為什麼要在 2050 年之前達到「淨零碳排」,首先需要先了解聯合國跨政府氣候變遷小組(簡稱 IPCC) 的第六次評估報告 (AR6),在透過過往資料以及氣候模式推估後,預估全球地表溫度將持續上升,至世紀末地表溫度上升將超過 2 ℃,除非在幾十年內大幅減少溫室氣體排放。而若希望將地表增溫控制在一定範圍內,必須要以淨零碳排為目標積極減碳。

一切要從巴黎協定說起 —— COP26 是氣候期中考

而 COP 其實是「締約國會議」的簡稱,是簽署「聯合國氣候變遷綱要公約 (UNFCCC) 」的國家們,一年一度齊聚一堂,共同討論怎麼應對氣候變遷的會議。COP26 是第二十六屆會議的簡稱,由於 2020 年 Covid-19 疫情爆發,實體會議延後至 2021 年在英國舉行。

COP26訂出2050淨零排放的目標。
(圖/ UNclimatechang flickr, CC BY 2.0)

看到這裡是不是不禁有個疑問:既然每年都開會,為什麼特定在 COP26 呼籲各國積極往淨零碳排的目標前進呢?

這就必須將時間倒轉回 2015 年,舉辦在法國巴黎的締約國會議 COP21,當時各國通過《巴黎協定》各締約方協議未來將一起努力控制地球氣溫的上升幅度,與工業化前的水平相比控制在 2 ℃ 以內,最好不要超過 1.5℃ 。要達到這個目標,就必須不以化石燃料作為能源及運輸,停止森林開發、徹底改革糧食生產,並想辦法減少溫室氣體。

但就和大學生作期末報告一樣,一開始就要訂好每個人的進度,寫好分工表後再約定時間一起檢視離完成還有多遠,為了達到目標,各國提出自己的承諾及實現計畫,巴黎協定規定簽署國家須提出「國家自主貢獻 (NDCs) 」,並且每五年或十年提交報告和檢討。

而在 2020 年時因疫情各國透過虛擬集會,來檢視各國是否有達成當初立下的承諾,就像是期中考,根據當年的聯合國報告發現,儘管因為 Covid-19 而造成二氧化碳排放量短期下降,但到本世紀末全球氣溫上升幅度仍可能超過 3℃,超過了巴黎協定的限制目標。

期末考能不能過 —— 關鍵在未來十年

雖然期中考結果有些不盡理想,但還不至於被死當,根據 2021年 IPCC 報告,在本世紀末前我們仍然有機會將地表增溫控制在 1.5℃ 以內,前提是在未來十年內,也就是 2030 年之前,須將全球溫室氣體排放量減半、導入潔淨技術,並在 2050 年達成淨零。

因此,COP26 就如同發出「期中預警」,是全球氣候行動的關鍵峰會,呼籲各國儘快提交淨零碳排策略,蔡總統在今年世界地球日宣布淨零轉型也是臺灣的目標,在追逐目標的過程中,從我們的生活周遭,包括交通、建築、消費等,到能源、產業結構,都將產生劇烈的變化,究竟永續轉型對我們的生活會有什麼影響,到時候地球會變什麼樣子呢?

氣候變遷展示廳「淨零島計畫」互動單元,介紹淨零排放的路徑。
(圖/國立科學工藝博物館)

今年國立科學工藝博物館的「氣候變遷展示廳」與經濟部能源局攜手規劃以「淨零策略」為主軸,由氣候緊急時代談起,介紹什麼是氣候變遷,從科學事實、氣候變遷造成的衝擊等,了解對我們的居住環境、糧食安全有何影響,以及能源轉型怎麼轉,臺灣發展再生能源的優勢在哪裡等。展覽中還有許多有趣的知識,像是豬的糞便竟然可以用來發電,還算是「循環經濟」的一種!

「未來已來-能源技術面面觀」-透過互動了解臺灣再生能源的過去、現在與未來發展。
(圖/國立科學工藝博物館)

想更了解氣候變遷和淨零碳排、能源轉型是怎麼回事,一起到國立科學工藝博物館「氣候變遷展示廳」參觀吧!

參考資料

  1. Emissions Gap Report 2020
  2. IPCC AR6 WGl
  3. Conference of the Parties (COP) – UNFCCC
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