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氣候變遷,就在身邊

李杰翰
・2014/07/08 ・1457字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 554 ・八年級
「氣候嚮導」(ClimateWizard)網頁操作介面(圖片來源:作者截圖)
「氣候嚮導」(ClimateWizard)網頁操作介面(圖片來源:作者截圖)

韓美法三國合拍的科幻史詩鉅作「末日列車」(SNOWPIERCER),描述2031年科學家為一勞永逸地解決暖化問題而發射降溫火箭,卻導致全世界進入新冰河期,僅存的人們只能生活在一輛保暖的列車上。故事中多少摻雜藝術家天馬行空的想像,由此卻能感受到全球暖化已經是深入大眾文化的議題。常聽到的口號如「正負二度C」,提醒人們將溫度控制在攝氏兩度C之內以免對環境造成更劇烈的影響。

或許你我更加想要知道的,是氣候變遷與我們生長的地方—台灣的關聯。全球平均升溫2度、4度或是6度時,對於將來的「我」會造成什麼樣的影響?又或者是我們鄰近的地區、甚至世界的任何一個角落,氣候變遷又會有什麼影響?

「全球氣候變遷」帶來的影響在世界各地展現不同面貌。各地人們不僅會經歷程度不一的溫度和降雨變化,每年受到衝擊的時期也不相同,因而產生各式各樣的因應手段。你可能會好奇:氣候變遷在「我」的周遭是以怎樣的面貌出現、而「我」又該如何面對呢?這時,我們就可以運用「氣候嚮導工具(Climate Wizard tool)」來體驗氣候變遷。

氣候嚮導工具誕生始於2009年,由美國自然保育協會(Nature Conservancy)、華盛頓大學、南密西西比大學、聖塔克拉拉大學以及世界銀行共同完成,目的是為了喚起整個世界對氣候變遷的關心,並且讓身處各地的人們更了解他們生活的地方即將受到的衝擊。

由於聯合國氣候變遷跨政府委員會(Intergovernmental Panel on Climate Change , IPCC)在2013年9月發表了第五次評估報告(The Fifth Assessment Report , AR5),修改了他們的未來氣候模型,「氣候嚮導工具」的內建資料也順勢做了更新。2013年11月在波蘭首都華沙舉辦的聯合國氣候變遷綱要公約(United Nations Framework Convention on Climate Change , UNFCCC)第19屆締約國會議(COP19)上,美國自然保育協會發表了最新版本的「氣候嚮導工具」,將IPCC提供的龐大氣候資料整合到這個軟體上,方便使用者調整各個變項,查詢氣候變遷將如何影響他們的所在地點。

新版本的「氣候嚮導工具」搜尋範圍包含25個國家、並提供28個降雨和溫度變化的未來氣候模型。舉例來說,我們想知道中國在西元2090年的氣候狀況,就輸入地點(中國)、時間(2090)以及可能的溫室氣體排放量,以代表濃度途徑RCPs表示,如RCP 8.5代表到西元2100年二氧化碳濃度會持續上昇至1313ppm。

分析結果會跑出全中國各地的平均氣溫以及降水圖,從圖上觀察會發現,西藏高原的降雨量增幅是全國最高的;在墨西哥的案例中,若溫室氣體排放量為RCP 8.5,則2090年猶加敦半島的乾燥程度會上升11%,但如果排放量降為RCP 4.5,那上升值會減緩為3%。「氣候嚮導工具」當然不僅提供個人查詢的用途,埃及、蘇丹和衣索比亞等尼羅河流域國家的管理當局也運用它來預測洪枯,進行水資源的宏觀調控。

結合了各地科學家、社區領袖和環保組織的心血結晶,「氣候嚮導工具」不只讓人們看到全球的氣候變遷趨勢,更能藉由區域性的氣候模擬,讓氣候變遷與自己息息相關周遭環境變化結合在一起,對我們的影響便不言而喻了。

(本文由國科會補助「新媒體科普傳播實作計畫─重大天然災害之防救災科普知識教育推廣」執行團隊撰稿/2013年12月)

 

責任編輯:鄭國威|元智大學資訊社會研究所

本文原發表於行政院國家科學委員會-科技大觀園「科技新知」。歡迎大家到科技大觀園的網站看更多精彩又紮實的科學資訊,也有臉書喔!

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李杰翰
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國立台灣大學地理環境資源學系學士。曾實習於鼎漢國際工程顧問公司。 2014年錄取東京工業大學《YSEP 青年科學家交換計畫》,現於該校「環境與交通工學」領域研究室潛心向學。


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印度洋雲端上的「大水坑」?——新發現的氣候型態:大氣湖泊

Mia_96
・2022/01/11 ・2393字 ・閱讀時間約 4 分鐘

2021 年 12 月 16 日,一名來自邁阿密大學的大氣科學家──Brian Mapes(布萊恩•馬帕斯)於美國地球物理聯合會(American Geophysical Union,AGU)所舉辦的秋季會議中,提出近期於西印度洋所觀察到之新興氣象型態, 一種長時間存在於大氣中,移動緩慢的水氣團 ,「大氣湖泊」(Atmospheric lake)!

神秘大氣湖的手足:容納一整條河的大氣

過去當我們提及「大氣」二字時,腦海中冒出的第一個想法通常是充斥在我們生活周遭的氣體:人類呼吸作用所需之氧氣、佔大氣比例最重的氮氣或是現今耳熟能詳的溫室氣體甲烷或二氧化碳…。

但你知道,在大氣中同樣也具有似河川一般流動的水氣傳輸通道嗎?

在大氣的對流層中,有一條結構狹長且連綿不斷的水氣運輸通道,科學家將其稱為「大氣河流」(Atmospheric river)。大氣河流中主要的水氣源自於溫暖潮濕的熱帶地區,而順著大氣河流流動至較高緯度的區域,並以降雨(雪)之形式落下。

大氣河流通常隨著天氣系統移動,其所攜帶之水流量大約為密西西比河出海口的平均水流量!(每秒約 18800 立方公尺的水流量)。圖/SciJinks

最著名的大氣河流是一條被稱作「Pineapple Express」的強大水氣傳輸通道!(因其經過盛產鳳梨的夏威夷群島,故被稱作鳳梨特快)這條大氣河流會將位於夏威夷地區的溫暖水氣帶到較高緯度的美國西海岸,造成加利福尼亞州當地降下豪雨或大雪,於此同時,大量降下的雨水(雪)也是美國西海岸重要的淡水來源。

但強大的大氣河流有時也會造成洪患的災情,在2021 年 11 月,美國西部與加拿大西北部便受到 Pineapple Express 的影響,太平洋熱帶海域所蒸發的水氣大量被帶往美洲西岸,造成豪雨襲擊,甚至造成單日降下該地近一個月的總雨量,造成加拿大卑詩省當地的嚴重災情。

一整團漂浮的……湖水?

而 Mapes 所發現的大氣湖泊,最初只是在印度洋-太平洋海域上方的水氣,並逐漸從印度洋往非洲移動。與大氣河流相異的地方在於,當大氣湖泊在移動時,會逐漸與產生湖泊的天氣系統分離、收縮,最終聚集成孤立的水氣團,緩緩地漂浮在赤道周遭的海洋區域,而並不像大氣河流般快速的前進並帶來降雨。

Mapes 觀察到的大氣湖泊,其水氣來源自南亞的季風,後沿著赤道於東非附近形成大氣湖泊。圖/AGU

更準確地來定義,大氣湖泊的現象之所以需要被解釋,最主要是因為當中所包含的水氣是足以造成大量降雨的水氣含量,但卻又與過去我們時常接觸到的氣旋形成過程與現象,抑或是現今較為了解的大氣河流表徵大為不同,更是增添了其特別之處。

以夏天常見熱帶氣旋為例,其形成原因是因為受到日照使海水蒸發,當水氣遇冷凝結時放出潛熱,進而加熱空氣,造成更多水氣上升,形成一低壓系統。圖/pixabay

在查看近五年的衛星數據後,研究團隊總共發現 17 個大氣湖泊!

這 17 個大氣湖泊,皆位在赤道10 度以內的區域(若湖泊遠離赤道,也可能逐漸變成熱帶氣旋),且存在於大氣中的時間皆超過 6 天,而最長壽命的大氣湖泊,更是在空中停留整整 27 日!透過計算更是得出:若將大氣湖泊中所含之所有水氣凝結成肉眼可見的水,將會形成一個僅有幾公分深,但約有 1000 公里寬的大水坑!

旱災的另類解套方式?!

目前發現大氣湖泊的區域──印度洋-太平洋海域地區旁的非洲東海岸,因長年受到副熱帶高壓的壟罩,盛行下沉氣流,造成非洲東海岸全年乾燥少雨,降水量極為稀少,當地的水資源也相對匱乏。若找到方式使東非上空附近的大氣湖泊水氣大量降下至地表,也許便能為東非國家的乾燥地區帶來更多的水資源!

再者,因東非氣候長年乾燥,所以當偶然出現大雨時,必定也會被當地居民所記錄!Mapes 認為透過深入探索東非當地的知識後,或許會搜尋到與大氣湖泊相關資料,讓科學家更進一步了解大氣湖泊。

「這是一個十分乾燥的地區,所以如果大氣湖泊出現時,對這一地區一定十分重要!」(“It’s a place that’s dry on average, so when these [atmospheric lakes] happen, they’re surely very consequential,” Mapes said.)

若未來研究人員對於大氣湖泊有更為詳細的認知,大氣湖泊或許便能成為解決東非匱乏水資源其一的解套方式! 圖/Pixabay

踏上神秘湖泊的探索之路!

Mapes:「將大氣湖泊帶到近岸的風十分特別,他的風速趨近於零,也就代表,幾乎所有事件都可能影響著大氣湖泊的移動。」

大氣湖泊什麼情況下會產生?大氣湖泊為何會與產生的源頭分離?推動大氣湖泊的大氣模式為何?為什麼大氣湖泊在印度洋-太平洋區域會向西移動?種種有待被解決的疑問,使 Mapes 和研究團隊開始計劃使用更多的衛星數據與每日的密切觀察來研究這新興的氣象型態。

過去的天氣觀測方式主要著重在月份的降雨與水氣研究等,而較少著墨於每日的水氣變化,Mapes 推估這也是為何大氣湖泊至今才被發現的原因。故研究團隊傾向利用詳細的衛星分析資料,了解每日水氣的變化是否會影響著大氣湖泊的生成,希望透過更多的研究來來了解大氣湖泊的起源與成長!

參考資料

Mia_96
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喜歡教育又喜歡地科,最後變成文理科混雜出生的地科老師