天氣學家看《天氣之子》：雨災不只是淹水，是極端氣候下的慢性死亡
新海誠，對大家來說是這五年高品質動畫電影的代表，不管是《你的名字》、《天氣之子》，都讓大家耳熟能詳，而其中的災害主題則扣住了他的愛情主題，不論隕石來時的避難，或是氣候異常的降雨，都是非常值得討論的主題。
筆者做為大氣科學從業人員，本篇文章，想要從《天氣之子》來討論極端氣候，因為極端氣候不僅是聯合國《永續發展目標 (Sustainable Development Goals)》的主要議題，也在近年來深深地影響人們生活。
天氣之子的氣候狀況 這次新海誠用了一個很大膽的主題 ，也就是主角再也不是為了地球飛去宇宙深處作戰的女高中生（《星之聲》），也不是挽救過去將被隕石毀滅的村子的男高中生（《你的名字》），而是在犯罪邊緣的少年少女，而他們並未為了日本跟地球，而犧牲自己成為人柱。
從某個角度來說，人都有年輕不懂事過，為了愛犧牲理性也非意想不到，但是主角在「拯救世界」與「拯救戀人」之間，選擇戀人而放棄世界 ，也算是少有的故事情節，因此開映之後，的確造成了一些話題性。
不過，筆者比較有興趣的，是其中的降雨情節。日本降雨從 2021 年持續到 2024 年，的確是不可能的，除了要有足夠的水氣，以及足夠的對流將氣團推往較冷的高空外，還須要足夠的氣溶膠來形成足夠大的水滴，才有機會造成降雨。
如果電影中的「神」希望靠物理作用，讓日本持續下雨三年，那我想這不會是對流造成的雨：因為在連續降雨而缺乏晴天的日本，潛熱（單純的水蒸發與植物的發散作用）與顯熱（因為地表與空氣溫差造成的熱量傳播）都將成歷史。 在夏天時，缺乏地面形成低氣壓的情況下，也無法產生梅雨所需要的對流作用。
所以最有可能的，就是在太平洋上，生成一個熱帶性低氣壓造成的風暴，但又因為氣壓帶的影響，讓此風暴持續盤旋在日本外海，替日本帶來大量的水氣。
要造成三年的連續降雨，最可能的情況就是在太平洋上，生成一個熱帶性低氣壓造成的風暴。圖／envato elements 這樣的風暴若持續一整年不停歇，即使粗估每小時不到 2mm 的降雨量，一年下來也會帶給日本超過 10000mm 的降雨。日本年均降雨約在 1500mm 到 1800mm 左右，此風暴將造成四到五倍的年降雨量，這可能會對日本造成破壞力僅次於《日本沉沒》的最大自然災害。 也就是說，光是一直下雨，的確有可能淹沒整個日本的都會區。實際上，2021 年的夏天，德國西部與比利時東部大小城鎮，就在低氣壓氣旋 Bernd[1] 帶來的豪雨下，受到了重大的打擊。
但可惜的是新海誠對於日本淹沒這個概念有點誇大，在影片結尾，日本的「彩虹大橋」被淹沒，彩虹大橋塔高 126 公尺[2] ，動畫中大約被淹沒超過一半，這邊就先估僅 63 公尺高。
這應該是天氣之子的Bug，因為要淹到 63 公尺的高度，唯一合理的解釋只有全球氣候異常，造成冰河融解。在《自然》科學期刊中，Gregory & Oerlemans (1998) 估算在全球暖化的影響下，考量到冰河區的融化量，海平面到 2100 年將會上升「數公尺」；而美國地理調查所( USGS) 在網頁簡略提到，如果全球冰層溶解，大約會是 76 公尺高[3] 。
也就是說，在《天氣之子》中，全球極度暖化，導致海平面上升 63 公尺，這已經是勘比《2012》的世紀災難了。
另外一點，兩年半中經歷氣候變化（真的如主角講的：「我們改變了世界」）後的日本，在海平面上升 63 公尺的情況下，造成將近有 17.41% 的國土面積喪失，而情況最嚴重的則在大東京都地區。
豪雨造成的問題 豪雨可以說是地球上最容易觸發災難的關鍵氣象要素。相較於需要板塊交界的地震、需要大氣運動才能造成的颱風／颶風，以及只有高緯度地區才有的雪災，任何地方只要「會下雨」，就有可能豪雨成災。對土木界而言，水一直是問題也是重點防治對象之一。
所以，撇除不合理的海平面上升之外，這邊還可以再淺談一些《天氣之子》中可能會出現的豪雨災害。
在豪雨的侵害下，日本平地的地下水位應該會保持在地面，而山區的地下水水位也可能會偏高，土壤含水量偏高後，不僅會造成土壤重量上升，亦導致側向土壓上升，再加上日本與台灣一樣，是造山運動強烈的地方，所以坡沙土堆積淺，土石流、泥石流的情況將會十分強烈。
在日本持續降水期間，山區會有許多因為崩坍造成的堰塞湖，山區居民應全數徹離以保全生命安全。
山區道路除了會因為坍方造成道路中斷，高水位也會超過道路上擋土牆的設計。擋土牆原本就是根據地區水位做估算與設計，但是在連年降雨下，水位高度將超過一般設計的強度，所以道路上的擋土牆也會有坍塌的危險。
而岩層區也會因為岩隙間的水壓上升、破壞岩體，導致挖穿山間的隧道開始因為水壓，而坍塌阻塞。
由於山區的降水無法被土壤吸收保留，所以大多數的水將會匯流到平地，平地的淹水狀況將比往常更嚴重，都市內的排洪系統將完全失效；而河道的防洪牆雖然阻擋了河道暴漲，但都市內的淹水也將難以排除。
都市中的高樓雖然提供了居民可用的居住環境，但是因為大多數的高樓機房都設在地下層，所以樓房機能將損失殆盡，除了電梯無法使用，污水與糞水也將漂滿都市內部，好在連年下雨，所以這些污水早已成為龐大水體的分子，所以也不是真的很「污染」（但感性上不能接受），另外從山區湧入的人口，可能會因為人口擁擠，造成更大的社會與治安問題。
除此之外，伴隨降雨而來的，還有厚重的雲層。雲層阻擋了陽光，也阻擋了植物進行光合作用，可想而知，日本的農業也會隨之被破壞，菌類養植可以繼續，也就是日本在沒有被核戰爭攻擊的情況下，卻可能必須過著有如《地鐵 (Metro2033)》的生活。
同時，在缺乏陽光的基礎下，人類無法自然產生維他命 D，兒童也將因此生長不良，更惶論因為長期陰天導至人們憂鬱症比例上升。
連日下雨缺乏陽光，容易導致人們憂鬱。圖／envato elements 在豪雨不斷的氣候異常下，原本就存在的極端天氣狀況只會更甚，日本連年降雨，就有可能是某處連年乾旱。在動畫中，日本的異常降雨，代表人類的世界可能只是將更快速地步向滅亡。畢竟現今為了減低溫室效應造成的危機，各國正在提出方法來淨零，但《天氣之子》一口氣就造成了更嚴重的氣候影響。
總而言之，《天氣之子》與其說是放棄日本拯救少女，其實更有可能是放棄全世界整救少女。
當德國遇上「天氣之子」 近年最大的洪災，便發生在 2021 年，從美洲到歐亞洲，各國都遭遇到了前所未見的洪災。
2021 年，當德國還正因為 COVID-19 感染人數下降，逐步微解封之時，七月發生的大水災，造成了人命與財物[4] 的重大損失。除了高達 70 億歐元的保險賠償外，德國西部的 Ahweiler、Erftstadt、Hagen 等城鎮被淹沒、房屋被沖毀，許多河道旁的居民，也在雨災過後丟出許多被洪水泡毀的家具電器，損失慘重。
雖然部份民眾將炮火轉向預警系統的失敗[5] ，但預警系統並非毫無作用。在德國可以裝 NINA app 做為推播使用，某些城市也會有警報廣播系統，但即便已發出手機 app 的警報，以及俗稱 Siren 的警報，民眾不一定會意識到災難的到來並進行疏散，也有民眾忽略警報選擇不避災，甚至有民眾說從未能想像德國發生「有如第三世界」的洪災，但事實上，德國大河（如萊茵河、易北河）在近 10 年內，就有過類似洪災的紀錄。
德國７月洪災淹沒了城鎮。圖／德國之聲 新聞截圖 2016 年時，德國酒鄉之一的阿爾魏勒（Ahweiler），其周邊的阿爾河（Ahr）就氾濫過一次，當年低氣壓帶來連日的綿綿大雨，造成了小部份地區被水淹沒；但是當 2021 年的洪災再次來臨，居民還是覺得很震驚，可見該地區的居民對洪災是缺乏想像的。
2021 年的這場洪災，德國城鎮的管理層級並非沒有作為，筆者居住的小鎮，在洪峰來臨前十二小時就已封閉橋樑，許多志工開始投入疏散河提居民的工作，將居民安置在大賣場，且有志工開車接送。然而，在河水暴漲的岸邊，不僅有路人無視路障通過，有更多人在岸邊拍照，紀錄淹水狀況。受災區域亦同。
但是話說回來，居民與當地警消的這種反應， 可能也是非戰之罪，因為許多的測站都遭遇到破紀錄的水位高，如阿爾魏勒的測站阿爾特納爾（Altenahr）在資料中寫下了「最高紀錄」[6] ，但是因為測站毀損，沒有具體數字；有學者則提出，這是 200 年洪災的規模。但是防災等級的提升，也意謂著公共工程經費的支出。如何在兩者間取得共識，一直是防災工程的大哉問。
德國的氣象預警也並非無作為，但並不是所有的預告都能說服人，歐洲中期天氣預報中心 (ECMWF) 的叢集預策系統 (Ensemble Prediction System)利用了氣象模擬中的不確定性，以多重運行結果進行機率預測，來替代傳統的單一運行的單一結果。然而，即便用上機率預測方法，也只能在極端的機率 (第 99 percentile) 下預測到德國西部會有 122mm/day 的最大降雨，而德國氣象中心 (DWD) 的在當日所量測到的是 144mm/day 最大降雨。
嚴格說來 ，即便使用了叢集系統亦無法補捉到雨量的最大值，實屬可惜。所以氣象預報並非完全有效，加上只有 1% 的機率可以達到四分之一的年均雨量，這個機率很難說服一般人馬上進行避險。
這樣一次性的暴雨時期，德國遭受了超過七十億歐元的保險賠償，並有將近 200 人死亡，可見當災難超過預測時，人類的應對是遠遠不足的。同時，德國因為二戰時期與冷戰的陰影，對政府集權相當的反感，也間接導致無法使用如台灣的細胞簡訊的方法，來廣範地疏導民眾。如何增強防民眾對災難的因應意識，有可能將也是德國接下來的課題了。
在極端氣候之下，要更有防災意識
天氣之子因為對治安黑暗面的描寫，以及主角的選擇，造成了不少的爭議，也造成觀影程度與《你的名字》有所相差，雖然對筆者而言，其氣象的狀況算是超現實，且對社會重建的描寫不夠深入，但是在氣候變遷下，人們必須思考並建立對防災的概念與意識，在降雨強度變強、極端溫度更高的情況下，災難是有可能會更嚴重的。
台灣的讀者可以多參考水土保持局的相關防災宣導與資料 ，建立與更新相關知識，更重要的，應該是隨時有防災意識，才能保護自己，以及保護別人。
參考資料
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