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全球暖化的速度在北極加快一倍

葉綠舒
・2013/08/07 ・559字 ・閱讀時間約 1 分鐘 ・SR值 611 ・十年級

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圖片來源:Science Now
圖片來源:Science Now

全球研究人員,包括來自52個國家的384名科學家,連續23年同心協力編製了全球氣候的成績單:而今年的成績並不理想。科學家們使用衛星數據,浮標,以及世界各地的氣象觀測站,看著氣溫,降水,海冰和溫室氣體濃度等等的趨勢。

根據研究人員在美國氣象學會公報(Bulletin of the American Meteorological Society)上提出的數據顯示,使地球變暖的主要溫室氣體的二氧化碳,在大氣中的濃度在2012年達到了創紀錄的392.6ppm。科學家們還估計了去年的二氧化碳排放量(包括估計的9.7億公噸的碳),主要造成吸熱效應的氣體,包括二氧化碳,甲烷和一氧化二氮(自1990年以來增長32%),以及海平面上昇的程度(自1993年以來全球海平面平均上升68毫米)。

研究人員注意到,北極變暖的速度大約比全世界快兩倍,造成的相應的影響尤為突出。在9月,北極海冰覆蓋的區域(圖像)達到了一個新的低點:340萬平方千米,約為阿拉斯加的兩倍大小,比起在2007年創下的新低紀錄還少了18%。

在北極地區陸地的六月積雪面積(下降速度比海冰快得多)在2012年也達到了一個新的低點,而在阿拉斯加最北端的永凍土層溫度也達到了新的高點。總體而言,2012年是有記錄以來10個最熱的年份之一,還好去年沒有聖嬰現象,否則還會更熱。

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參考文獻:

ScienceShot: Arctic Warming Twice as Fast as Rest of World | Science/AAAS | News

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葉綠舒
262 篇文章 ・ 9 位粉絲
做人一定要讀書(主動學習),將來才會有出息。

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雪橇宅急便,白喉終結者:百年名犬的基因組
寒波_96
・2023/06/22 ・3697字 ・閱讀時間約 7 分鐘

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公元 2023 年 4 月 28 日 Science 期刊發表專題「Zoonomia 計畫」,包含多篇定序、分析大量哺乳類的論文。其中一篇論文的分析尺度最小,研究對象的知名度卻最高,那就是一百年前名犬「巴圖(Balto)」的古代基因組。

先來緬懷巴圖的事蹟:他在 1925 年 2 月 1 日頂著低於零下 30 度的氣溫,駕駛雪橇 7.5 個小時,穿越 85 公里,與同儕成功將白喉血清送到目的地,拯救許多人命。

巴圖本尊,位於克利夫蘭博物館,毛色比活跳跳時褪色一些。圖/參考資料2

白雪季節,白喉來襲

巴圖的飼主 Leonhard Seppala 於挪威成長,後來搬到阿拉斯加,是駕駛雪橇以及培育雪橇犬的專家。巴圖 1919 年在阿拉斯加出生,從小與眾多同儕一起訓練,成為優秀的雪橇犬。

阿拉斯加西部的小鎮諾姆(Nome)在 1924 年底約三千居民,只有一位醫師 Curtis Welch 和四位護士。1925 年一月中,醫師確認恐懼的事正在發生,白喉已經入侵,人類開始死亡。

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幾年前 H1N1 大流感(西班牙流感)襲擊諾姆,在醫療資源有限的當地造成重傷害。如果不及時阻止,白喉恐怕也將導致大災難。那時已經有白喉抗毒素(antitoxin)可以對付白喉桿菌,醫師緊急請求支援,也得到回應。

然而,地點、時節都很尷尬。諾姆離海港較近,可是時值嚴冬,被凍結的港口無法水運。那個年代已經有飛機,評估空運的成功機率卻不高。陸路是有鐵路,但是距離也相當遙遠。

陸海空方案中,陸路機會最高。最終人們下了艱難的決策:交給傳統技藝「雪橇宅急便」。當局緊急招募多位老經驗的雪橇駕駛人,與精銳雪橇犬組隊,一隊接力一隊,將白喉抗毒素血清送往諾姆。

1925 年雪橇宅急便的路線。圖/維基百科「1925 serum run to Nome」

一千公里的雪橇宅急便

任務極為困難,路途遙遠、氣候惡劣以外,血清預計只能維持 6 天。那時兩地郵件寄送預計為一個月,意思是要把本來普通天候下的一個月,縮短為酷寒下的 6 天時程。

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最後擬定的計畫相當精密,貨物先由鐵路送到最近的尼納納(Nenana)。接著雪橇隊將從兩端同時出發,一邊從尼納納向前狂奔,送到努拉托(Nulato);另一邊從諾姆出發,各隊依序就位,到努拉托收件,接著往回狂奔。

用台灣類比,像是把東西從台北送往高雄,一邊從台北經由桃園、新竹、苗栗、向台中前進,另一邊從高雄先向台中,沿路在台南、嘉義、彰化就位,再往回走。

從台北到高雄,國道一號的路程約為 350 公里,尼納納到諾姆則超過 1000 公里。大部分隊伍頂著零下 30 到 50 度的氣溫,前進 40 到 80 公里的距離。最後在 20 位雪橇駕駛員及 150 位雪橇犬日夜不停接力下,只花 5 天半就將血清送到諾姆。

開路先鋒 Bill Shannon 的 84 公里過程最凶險,他與 9 狗在零下 40 到 52 度的風雪中趕路,半路 3 狗不敵酷寒,不幸犧牲(三狗名為 Cub、Jack、Jet),人臉也嚴重凍傷,所幸隊伍依然完成任務。

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完成任務後,Leonhard Seppala 與他最信任的狗狗們留影,圖哥在最左邊。圖/維基百科「1925 serum run to Nome」

貢獻最大的人是倒數第三棒,也就是巴圖的飼主 Leonhard Seppala。他帶領 20 狗,讓最信任的「圖哥(Togo)」與 Fritz 領隊,先從諾姆向東前進 270 公里就位,收件後又狂飆 146 公里,成為里程最長的隊伍。

圖哥也成為這趟任務中,貢獻最大的狗狗。他生於 1913 年,雪橇宅急便時 12 歲,後來活到 1929 年,16 歲去世。

英雄旅程,以及英雄的餘生

巴圖的飼主不特別看重他,所以沒有帶他同行,而是交給同樣來自挪威,在阿拉斯加工作的 Gunnar Kaasen。巴圖和同儕 Fox 是最後一棒共 13 狗的領隊,他們原本預計是倒數第二棒,負責從 Bluff 到 Safety 的 40 公里。

不過凌晨 2 點多抵達交棒地點時,預計接手的 Ed Rohn 判斷暴風雪會延誤行程,正在睡覺。Gunnar Kaasen 決定自己繼續趕路,最後累積 85 公里,在 2 月 1 日 5 點 30 分抵達諾姆。

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及時獲得支援的 Curtis Welch 醫師,與手下成功控制白喉疫情,將傷害減到最輕。Alaskan Lives Matter!

當時雪橇宅急便是全美國關注的新聞,廣大民眾都很緊張是否能成。雪橇犬、駕駛人都被視為英雄,成為焦點話題。巴圖的貢獻應該算第二名,不過最後是他將血清送到目的地,這位 6 歲的狗狗也獲得最大的名聲。

完成任務不久後,巴圖與駕駛猿 Gunnar Kaasen 的留影。圖/參考資料1

熱潮過去後,巴圖被賣到洛杉磯,成為展示動物。1927 年,拳擊手轉職商人的 George Kimble 在洛杉磯見到巴圖,覺得這位英雄的待遇有夠爛,便運作讓巴圖與 6 位同儕搬到他的家鄉克利夫蘭。

巴圖抵達克利夫蘭時,受到遊行熱烈歡迎。他在動物園度過餘生,1933 年 3 月 14 日去世,享年 13 歲。接著化身為標本,成為克利夫蘭博物館的一員陪伴大家,直到 90 年後的現在。

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遺傳一極棒,卻已經消逝的狗群

2023 年發表的論文由巴圖的皮膚取得 DNA,平均覆蓋率 40,品質相當好。歷史記載看他是西伯利亞哈士奇(Siberian husky),但是要等到他出生後 11 年, 1930 年這個品系才被美國犬業俱樂部(American Kennel Club)認證。

和現代品系相比,巴圖合計有 68% 血緣與多款北極狗一致。西伯利亞哈士奇只有 39%,格陵蘭雪橇犬 18%。有趣的是還配備 24% 的亞洲狗狗血緣,而且毫無任何狼的成分。

根據 DNA 預測巴圖的外貌特徵,都正確。圖/參考資料1

巴圖所屬的狗群,依照歷史記載源自西伯利亞,由於體型小、速度快、適合雪橇,所以被帶到阿拉斯加培育。和如今所有的品系狗比較,他配備的潛在有害變異較少,DNA 多樣性較高,遺傳上更加健康。

和一百年前的巴圖相比,如今的北極狗近親繁殖更嚴重,有害變異更多。巴圖 6 個月大便已絕育,沒有後代。他所屬遺傳更多元的族群,也已經消逝了。

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根據 DNA 變異能預測古狗的形貌,只是以前都不知道準不準。巴圖有照片也有標本,可以精確比較。預測他有雙層狗毛、大部分黑毛加上少量白毛、肩高 55 公分,都符合實況。現今西伯利亞哈士奇的肩高介於 53 到 60 公分,巴圖算是範圍內略矮的。

另外有意思的是澱粉。遺傳上,狼、北極狗消化澱粉的能力最差,其餘狗從好一點到好很多。巴圖看來比其餘北極狗好一點,但是離多數狗差一截,符合他大量北極、少量亞洲血緣的遺傳背景。

狗狗們。圖/參考資料1

他們都是英雄

巴圖的飼主 Leonhard Seppala 沒有將其選進自己的小隊,加上臨時更動計畫,反倒使得巴圖成名。其實知道多一點歷史就會覺得,歷史上最不意外的,就是發生意外。

Leonhard Seppala 事後曾經抱怨,他的難波萬愛犬圖哥應該享有的鋒芒,被巴圖獲得。歷來也不缺少貶抑巴圖的好事之徒,指控他不是隊長等等(巴圖也許不是唯一的隊長,但是反駁他擔任隊長的證據都弱弱的)。

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可是稍微想想就知道,比圖哥年輕 6 歲的巴圖,當然不是弱雞。運送血清的漫長過程,只要一次失誤便前功盡棄,能參與的肯定都是精英。而巴圖也不辱使命,證實飼主調教有方。

重要的是,1925 年的雪橇宅急便及白喉保衛戰中,不論每一位有什麼貢獻,所有的狗與人都冒著巨大的風險工作,拯救許多人。他們都是英雄,我們懷念他們。

延伸閱讀

參考資料

  1. Moon, K. L., Huson, H. J., Morrill, K., Wang, M. S., Li, X., Srikanth, K., … & Shapiro, B. (2023). ​ Comparative genomics of Balto, a famous historic dog, captures lost diversity of 1920s sled dogs. Science, 380(6643), eabn5887.
  2. Genome of famed sled dog Balto reveals genetic adaptations of working dogs
  3. Hidden details of world’s most famous sled dog revealed in massive genomics project

本文亦刊載於作者部落格《盲眼的尼安德塔石匠》暨其 facebook 同名專頁

寒波_96
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生命科學碩士、文學與電影愛好者、戳樂黨員,主要興趣為演化,希望把好東西介紹給大家。部落格《盲眼的尼安德塔石器匠》、同名粉絲團《盲眼的尼安德塔石器匠》。

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極端氣候的問題就在眼前,我們可能面臨什麼樣的未來?——《圖解全球碳年鑑》
商業周刊
・2022/10/04 ・5452字 ・閱讀時間約 11 分鐘

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沒有比現在更急迫需要預測未來。上千名氣候科學家和經濟學家共同建立並測試嚴謹的電腦模型,來估計地球在一、兩個世代後的樣貌。

政府間氣候變化專門委員會(IPCC),由世界各地的志工科學家組成,他們評估目前關於氣候變遷的科學知識——過去、現在和未來的風險與可能性——從而找出共識。

他們發表一系列報告,為 2050 年及其後的世界,做出 5 個可能的結果,這些情況是根據複雜的運算,測量溫室氣體排放、土地使用和空氣汙染對氣候的影響。

做出 5 個可能的結果,這些情況是根據複雜的運算,測量溫室氣體排放、土地使用和空氣汙染對氣候的影響。圖/Pixabay
圖/商業週刊

經濟成長、人口以及溫室氣體排放的未來軌跡,預期將使地球的平均溫度上升。情況的名稱是根據共享社經路徑(Shared Socioeconomic Pathways, SSP), 依照 1 到 5 編號,每個編號有個比過去更負面的結果。

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5 個未來會面對的暖化問題

5 種情況的暖化程度,在以下幾個方面存在顯著差異:

  • 氣候的激烈程度
  • 海平面上升
  • 熱浪
  • 降雪和降冰的減少
  • 未來的行動和政策

這些情況說明問題如何隨時間加劇,以及改變目前的做法對未來可能的巨大影響。

IPCC 過去的估計已經證實太過樂觀,因此最近 IPCC 的報告預測,全球地表溫度將提早 10 年升溫超過 1.5° C,儘管如此,自從出版那份報告以來所收集的資料,顯示近期的暖化程度要比過去所做的大膽估計更加嚴重。

二氧化碳排放量。圖/商業週刊
情況升高攝氏 /華氏說明
1. 極低排放量(SSP1-1.9)1.4° C /2.5° F2050 年前後,全球二氧化碳排放減到淨零,符合巴黎公約(Paris Agreement)中,維持全球暖化(最多)高於工業前溫度1.5° C,而後穩定在1.4° C 直到2100 年。永續作法被即刻採行,改變經濟成長和投資,人們感受的氣候變遷效應,相較其他情況顯著較輕微,速度也較慢。
2. 低排放量(SSP 1-2.6)1.8° C /3.2° F全球二氧化碳排放大幅降低,但不足以在2050 年以前達到淨零排放。2100年結束時,升溫穩定保持在大約1.8° C。
3. 中排放量(SSP2-4.5)2.7° C /4.9° F邁向實踐永續的進展緩慢,與歷史趨勢相近。二氧化碳排放量維持在目前水準,本世紀結束前達不到淨零。2100 年前溫度上升2.7° C。
4. 高排放量(SSP3-7.0)3.6° C /6.5° F排放量和溫度穩定上升,大約是目前的兩倍,各國趨向彼此競爭,要求更多糧食供給的保障,且提高對糧食供給的警覺。2100 年以前平均溫度已經上升3.6° C。
5. 極高排放量(SSP 5-8.5)4.4° C /7.9° F2050 年以前二氧化碳的排放將加倍,能源消耗增加以及過度使用化石燃料加速經濟成長,但是……2100 年以前全球平均溫度將升高4.4° C。
表/商業週刊
IPCC 假設的情況。圖/商業週刊

了解 IPCC 勾勒出未來的 5 種情況

想像集體行動的後果,是前進的必要的一步,政府間氣候變化專門委員會(IPCC)的 5 種情況,清楚勾勒未來的樣貌。

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他們的報告顯示,人類具備科學的理解、技術的能量和金融手段,將碳排放量限制在 1.5° C,但也清楚說明勇敢行動和政治意志極為重要。

溫度上升 0.5° C,差別就很大

情況 1——正負 1.5° C

這是唯一符合《巴黎公約》,維持全球溫度比工業化前溫度高 1.5° C 目標的情況。

在這情況中,極端氣候比較常見,但世界避免了氣候變遷的最糟衝擊。依然會有健康風險以及氣候改變的風險,但嚴重度會比其他情況好很多。不過,將升溫限制在 1.5° C,將需要能源、土地、基礎建設、交通運輸、工業系統等,作出前所未見的轉變。

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將升溫限制在 1.5° C,將需要能源、土地、基礎建設、交通運輸、工業系統等,做出前所未見的轉變。

情況 2——正負 2° C

在低碳排放的情況,世界在 2030 年後不久就會違反 1.5° C 的公約,但還是設法達到巴黎公約中,2100 年以前將溫度上升維持在比工業化前水準高 2°C 以內。

全球二氧化碳和非二氧化碳溫室氣體的排放,如同在「情況 1」中被大幅削減,但不如「情況 1」快速,2050 年之後才達到淨零排放。如同「情況 1」,也需要透過造林、碳捕捉等方法,移除大氣的二氧化碳。

溫度上升 0.5 度或許看似差別不大,但是 IPCC 的報告清楚指出,每增加 0.5 度,對人類和自然系統的負面影響將顯著提高。

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舉例來說,極度高溫的天氣事件,如熱浪、火燒、洪水和乾旱,將會愈來愈激烈且頻繁,有時會同時發生,加上海平面上升和海水酸鹼度提高,不僅使人類等物種失去居住和棲息的地方,也會因為作物產出下降和漁獲量減少,而導致糧食不足。IPCC 估計,這個情況會比「情況 1」多出高達數億人受到氣候相關風險的負面影響。

關注的區域情況1情況2差異
全球暖化全球意味地表溫度相對工業化前的水準上升1.5° C2° C0.5° C 以上
嚴重的熱浪每5 年全球人口至少一次暴露在嚴重熱浪中14%37%糟2.6 倍以上
海平面上升2100 年以前,全球人口每年都有海平面上升的風險6,900 萬7,900 萬多1,000 萬
海冰平面北極海夏季無冰的頻繁度每100 年至少一次每10 年至少一次糟10 倍
失去生物多樣性脊椎動物失去至少一半地理範圍的脊椎動物4%8%糟2 倍
生物多樣性昆蟲):失去至少一半地理範圍的昆蟲6%18%糟3 倍
生態系統轉變受生態系統轉變影響的全球陸地區域7%13%糟1.9 倍
失去珊瑚礁與目前相比,形成礁的珊瑚減少70-90%99%糟1.2 倍
農作物產出下降暴露在作物產出下降的全球人口數3,500 萬3.62 億糟10.3 倍
表/商業週刊

情況 3——政治和經濟的力量沒辦法短期內做出決定

這是假設政治和經濟的力量,使得難以在短期內採取明快的大動作。

由於累積的二氧化碳排放量與全球地表溫度上升之間有接近線性的關係,因此升溫 1.5° C 的上限有可能在 2030 年代初就被超越,距離本年鑑出版不到 10 年。

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在這情況中,溫室氣體排放到 2050 年都沒有降低,預期本世紀末的升溫將大約 2.7° C。上一次氣溫高於工業化前的水準 2.5° C,估計是在 3 百多萬年前。

暖化會呈現地區性差異,平均而言陸地的暖化將比海洋嚴重,北半球緯度愈高的暖化會比南半球嚴重,北極對暖化的敏感度高於南極,自從工業化年代以來,北極的暖化速度比世界其他地方快了 2 倍。

降雨量會增加。在所有全球暖化超過 1.5° C 的情況中,預期降雨量將會增加,特別是陸地。全球地表平均溫度每上升 1°C,中數降雨量將增加 1% 至 3%(全球和年皆然)。

儘管整體的降雨量增加,但會因緯度而有地區性差異。高緯度和潮濕的熱帶地區,降雨量會增加,但是乾旱地區,包括部分的亞熱帶如地中海、南非、部分的澳洲和南美洲,降雨量會減少。

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高緯度和潮濕的熱帶地區,

降雨量會增加,

但是乾旱地區,降雨量會減少。

凡是升溫超過 1.5° C 的情形,到本世紀結束前,9 月將更有可能沒有北極海冰,當暖化到達 2° C 時,這個可能性幾乎是確定發生。圖/Pixabay

北極海冰會融化。凡是升溫超過 1.5° C 的情形,到本世紀結束前,9 月將更有可能沒有北極海冰,當暖化到達 2° C 時,這個可能性幾乎是確定發生。全球地表溫度上升,將使冰河和大冰原的面積更大幅度縮小,導致全球海平面中數(global mean sea levels,GMSL)上升,在前面 3 種情況中,預期在整個 21 世紀將加速,海洋在這些情況下也會變得更酸,這是因為排放量增加使海洋吸收更多碳的緣故。有些系統將會永遠地被改變,持續的全球暖化將可能永久造成:

  • 海平面上升
  • 大冰原喪失
  • 永凍土的碳排出

情況 4——只顧國家利益,沒有同心協力

這個情況是,隨著全球氣候變遷惡化,國際的協調將受挫。各國沒有同心協力來解決問題,反而只顧國家利益,而以關於能源與糧食保障為主。

由於高度仰賴化石燃料來解決燃眉之急,導致溫室氣體排放穩定成長。到 2100 年前,二氧化碳排出幾近加倍,每年超過 800 億公噸,空氣汙染控制不力,加上非二氧化碳的排出量持續增加,導致地球暖化惡化。

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溫度遽升。由於各國達不到氣候誓約,21 世紀的溫度可能上升 2° C,不到 10 年可能跨越 1.5° C 的門檻。

降雨和乾旱的區域擴大。在全球暖化超過 2° C 的情況(情況 4 和情況 5),全球平均降雨量將比 1995-2014 年間增加 2.6%。

降雨和乾旱的區域擴大。在全球暖化超過 2° C 的情況(情況 4 和情況 5),全球平均降雨量將比 1995-2014 年間增加 2.6%。圖/Pixabay

海洋改變。到本世紀末,全球海面溫度上升 2.2° C,上升的海洋溫度可能影響大西洋經向翻轉環流(Atlantic Meridional Overturning Circulation,AMOC),這是最大的洋流系統,如果 AMOC 停止將造成廣泛影響,例如季風轉變和歐洲與北美州的降雨減少,AMOC 可能永久停止。海洋溫度上升導致 GMSL 上升,主要是因為熱擴散,凡是升溫跨越 2° C標記的情況,就會提高南極大冰原崩解的可能,也造成 GMSL 在 2100 年前後上升至少 1 公尺,有些預測認為會超過 2 公尺。

如果 AMOC 停止將造成廣泛影響,例如季風轉變和歐洲與北美州的降雨減少,AMOC 可能永久停止。

情況 5——二氧化碳的年排放加倍

面對氣候緊急事件惡化下,化石燃料的開發和能源使用勢必更積極,導致溫室氣體排放大幅增加。2050 年以前,二氧化碳的年排放加倍,在本世紀前超過 1,200 億公噸。

再生能源技術的進步加上人們的接受度上升,使這情況不太可能發生。但是碳循環回饋可能影響大氣濃度,從而製造地球反應的循環而導致這種情況,此外基於全球地表溫度升溫在 10 年內預期將跨越 1.5° C,而短期的暖化現象比估計的還要嚴重,因此即使可能性較低也不容忽視。

在這情況中,溫度上升 1.5° C 被認為在近期內很可能發生,大約是 2027 年前後。幾十年內升溫可能來到 2° C,本世紀末之前無法想像的升溫 4.4° C 可能發生。人類從未曾生活在如此氣候狀況下。

這個情況與其他不同的,在於假設強度的空汙控制,以及預測中長期除了甲烷以外「臭氧前兆」的下降,預測甲烷將上升到 2070 年。

跟其他情況相同的是,較大程度的暖化,預期會擴大區域性暖化趨勢的差異。例如相較 1995 至 2014 年的溫度範圍,部分亞馬遜或其他熱帶陸地將升溫 8° C,其他熱帶陸地區域可能升溫 6° C。

降雨量急遽上升,在暖化程度較大的情況下,預期高低降雨量的差異將擴大,冰原將消失,海平面和溫度將上升,世界失去格陵蘭和南極最大冰原,將導致海平面上升與冰河消失。由於冰原的成長緩慢但融化快速,失去任何面積可能無法逆轉。

海洋吸收愈來愈多熱,變得愈來愈暖,於是水往外擴。海平面上升近 1 公尺可能影響居住在海岸區、島嶼以及容易遭到洪水肆虐的近 10 億人生計。

海平面上升近 1 公尺可能影響居住在海岸區、島嶼以及容易遭到洪水肆虐的近 10 億人生計。圖/Pixabay

海平面上升近 1 公尺

可能影響居住在海岸區、島嶼

以及容易遭到洪水肆虐的近 10 億人生計。

我們沒有丟掉任何東西,

只是把我們的問題變成別人的問題。

⸺賽門.西奈克(Simon Sinek),暢銷作家

上網搜尋,種一棵樹

安裝一個簡單的應用程式,

就可以在你每次上網搜尋時種一棵樹。

——本文摘自《圖解全球碳年鑑:一本揭露所有關於碳的真相,並即時改變之書》,2022 年 9 月,商業周刊,未經同意請勿轉載。

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全球熱浪災情頻傳!臺灣熱成這樣,竟然不符合「熱浪」的定義?
Heidi_96
・2022/09/02 ・3393字 ・閱讀時間約 7 分鐘

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世界各地熱浪災情頻傳

今年稍早,熱浪侵襲印度和巴基斯坦一帶, 5 月氣溫頻頻突破 45℃,最高溫甚至來到 51℃,是 122 年以來最強的熱浪。

對此,瑞典哥德堡大學(University of Gothenburg)地球科學教授陳德亮表示,要是溫室效應持續加劇,南亞地區每年頻繁出現的熱浪,將影響超過 5.5 億人口,造成食物短缺和難民潮——這樣的場景很有可能在 80 年內上演。

在日本,6 月就迎來了氣象觀測史上持續最久的「猛暑日」(單日最高氣溫超過 35℃),總共持續了 9 天。

下圖為日本氣象廳歷年來的統計數據:綠色長條圖對應縱軸,是每年猛暑日的天數;藍色折線圖是 5 年平均線;紅色斜線則是長期下來的平均趨勢。

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1910–2021 年間,日本出現猛暑日的頻率呈現上升趨勢。圖/日本氣象廳

在英國,7 月氣溫飆至 40.3℃。然而,2020 年才有研究團隊推測,在 2100 年前,英國氣溫超過 40°C 的可能性極低,沒想到才過兩年,就打破了氣候模型的預測。

針對今年英國熱浪的情況,世界氣象歸因組織(World Weather Attribution)的分析報告也指出,要不是人為造成的氣候變遷,英國絕對不可能超過 40°C,而且熱浪的溫度也會比現在還要低 2–4°C。

英國熱浪的溫度逐年升高。圖/Nature

在歐洲,居民同樣飽受熱浪之苦。法國、西班牙、葡萄牙、義大利等地都超過 45°C,泰晤士河源頭乾涸、萊茵河水位創下歷史新低,中歐的水文地標「飢餓之石(Hungerstein)」也重見天日。

在捷克境內易北河的飢餓之石上,就刻著這樣一行字:「如果你看到我,那就哭泣吧(Wenn du mich siehst, dann weine)」。

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為什麼會有熱浪?跟一般的熱有什麼不同?

簡單來說,熱浪的成因與地球的氣壓系統有關,特別是高壓系統。

當高壓系統長時間盤踞一地時,就稱為「熱穹(heat dome)」。在熱穹範圍內,因為高壓中心氣流下沉,阻礙地面暖空氣上升,導致暖空氣更密集、溫度更高,連帶影響地表溫度。

高氣壓迫使上升的暖空氣下降,導致暖空氣更密集、溫度更高。圖/NOAA

除此之外,影響各地熱浪的因素都不相同,但大致可以分成以下幾種:

  1. 北極暖化噴射氣流遷移:伍德威爾氣候研究中心(Woodwell Climate Research Center)的氣候科學家佛朗西斯(Jennifer Francis)說明「北極暖化」導致北極噴射氣流擺動,原本應該帶給歐洲冷空氣,可是卻沒有,因此造成熱浪。
  2. 聖嬰現象反聖嬰現象:「聖嬰現象」將赤道東太平洋的溫暖海水帶到美州西岸;「反聖嬰現象」則帶來冷水。目前,地球處在反聖嬰時期,因此未來若是聖嬰現象發生,夏季溫度將進一步升高,美洲熱浪也會更加頻繁。
  3. 燃燒化石燃料:科學家指出,人為燃燒化石燃料確實導致了氣候變遷,而且這樣的影響範圍遍及全球。英國布里斯托大學(University of Bristol)氣候科學家薇琪.湯普森(Vikki Thompson)則表示,熱浪強度將隨著全球氣溫升高而上升。
太平洋海水溫度圖:上圖為聖嬰現象期間,下圖則為反聖嬰現象期間。圖/中央氣象局

臺灣熱成這樣,不算熱浪嗎?

先講結論,不算!在臺灣氣象觀測史上,也從來沒有出現過熱浪。

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根據中央氣象局統計資料,在橫跨近百年的前 30 筆高溫排行榜中,近三年(2020–2022)就包辦了其中 12 筆,從 38.8℃ 到 40.2℃ 都有。今年 8 月 21 日,花蓮富源自動觀測站更測得 41.6℃ 的高溫。[註]

註:這項記錄沒有列入中央氣象局的高溫排行榜,因為能夠上榜的只有 28 個人工測站的資料,其他 300 多個自動測站都被排除在外。

臺灣氣象觀測史上前 10 筆高溫紀錄。資料來源/中央氣象局

可是,都這麼熱了,為什麼不算熱浪呢?考量到不同地區有不同類型的氣候,世界各國對於熱浪的認定標準都不同。

若參考世界氣象組織(WMO)的定義,必須是「連續 5 日的最高溫,超過歷年最高溫度平均值 5℃ 以上」,才能稱為熱浪。

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以臺北市為例,必須連續 5 天出現 39.3℃ 以上的高溫,才符合熱浪的天氣定義,因此即使是受到熱島效應影響的臺北市,至今也都沒有出現過熱浪。

延伸閱讀:我來到一個島,它叫做都市熱島——《都市的夏天為什麼愈來愈熱?》

那麼,未來有可能發生熱浪嗎?應該也不會。

雖然偶爾有熱帶大陸氣團,從中國帶來乾熱的大氣,但臺灣四面環海,有海風調節,海溫最高也只有 30℃ 左右,不太可能出現異常高溫。

極端高溫有多危險?連狗狗都可能被柏油路燙傷!

在熱浪期間,由於高壓籠罩、降雨減少,更容易發生乾旱,而乾燥炎熱的氣溫也容易引發森林大火,造成惡性循環。

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舉例來說,加拿大西部去年遭逢熱浪,氣溫飆升至 49.6℃,頻繁的森林大火促成積雨雲形成,帶來致災性雨量,或是降下閃電,引發更多火災。

除了生態危機以外,熱浪還很有可能造成農作物欠收與能源供應短缺。在交通運輸方面,歐洲鐵軌膨脹變形,紛紛減班或停駛,而水位下降、河床乾涸等問題,也阻礙了水路運輸。

另外,英國也呼籲民眾盡量不要外出遛狗,免得狗狗中暑、曬傷,或是被柏油路燙傷。

如何應對極端高溫造成的「熱傷害」?

在氣溫高、濕度高、風速弱,或是天氣突然變熱的情況下,如果在劇烈運動、戶外作業時,沒有適時補充水分與鹽分,就可能對身體造成「熱傷害」,包括熱痙攣、熱暈厥、熱水腫、熱衰竭與熱中暑。根據衛福部統計,今年 7 月,就有 444 人因熱傷害而送往急診,是去年同期的 1.8 倍,而且呈現逐年上升的趨勢。

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俗話說得好:「預防勝於治療。」與其逐一認識這五種熱傷害(請參考熱傷害自我保護懶人包),不如學學如何預防,那就是——多喝水、待在陰涼處,隨時注意身體狀況。尤其是嬰幼兒、長者、過重者、慢性病患、戶外活動者、服用特定藥物者,更要小心防範。

然而,要是不幸碰上這種情況,請按照以下五個步驟處理:

  1. 陰涼:移動到陰涼處休息。
  2. 脫衣:脫掉多餘的衣物。
  3. 散熱:保持環境通風。(切勿泡冰水、擦酒精!)
  4. 喝水:迅速補充水分和電解質,如運動飲料。
  5. 送醫:若情況嚴重,如意識不清、痙攣、休克等,應儘速送醫。
夏日炎炎,沒事別出門曬太陽,也要記得多補充水分。圖/衛生福利部國民健康署

參考資料

  1. 熱浪煉獄!巴基斯坦城市氣溫達51℃ 中暑民眾苦不堪言:這種高溫將奪走我們的生命
  2. Ullah, S., You, Q., Chen, D., Sachindra, D. A., AghaKouchak, A., Kang, S., et al. (2022). Future population exposure to daytime and nighttime heat waves in South Asia. Earth’s Future, 10, e2021EF002511.
  3. 大雨や猛暑日など(極端現象)のこれまでの変化
  4. Christidis, N., McCarthy, M. & Stott, P.A. (2020).The increasing likelihood of temperatures above 30 to 40 °C in the United Kingdom. Nature Communications, 11:3093. 
  5. Without human-caused climate change temperatures of 40°C in the UK would have been extremely unlikely
  6. Extreme heatwaves: surprising lessons from the record warmth
  7. 熱浪來襲,是天災還是人禍?
  8. Explainer: What’s causing the recent U.S. heat waves?
  9. What is a heat dome?
  10. Extreme weather: What is it and how is it connected to climate change?
  11. Thompson, V., Kennedy-Asser, A. T., Vosper, E., Lo, Y., Huntingford, C., Andrews, O., Collins, M., Hegerl, G. C., & Mitchell, D. (2022). The 2021 western North America heat wave among the most extreme events ever recorded globally. Science advances, 8(18), eabm6860. 
  12. 聖嬰現象(ENSO)|交通部中央氣象局
  13. 天氣排行榜|交通部中央氣象局
  14. 地獄之門再開啓 台北會那麼熱嗎
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Heidi_96
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PanSci 編輯部角落生物|外語系畢業,潛心於翻譯與教學,試圖淡化語言與知識的隔閡。