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為什麼我們住在地球而不是金星?

臺北天文館_96
・2015/08/06 ・837字 ・閱讀時間約 1 分鐘 ・SR值 522 ・七年級

太陽系中,金星、地球和火星都落在太陽的適居區中,也就是說,岩質行星表面的水能以液態存在的區域。可是,為什麼人類這麼幸運,恰好就生活在地球上?一項新研究揭示了地球上的生命為何得以踏上演化之途。

Earth-and-Venus_770.jpg
地球(左)與金星(右)  來源:NASA

英屬哥倫比亞大學(University of British Columbia)和加州大學(University of Californi)的科學家Mark Jellinek等人發表的這項研究成果顯示:地球最初形成的地殼含有大量放射性元素,如鈾和鉀等,這些放射性元素在衰變過程中會產生熱量。然而,在地球 形成早期,有段時期曾經歷大量小行星撞擊,這些放射性元素被從地殼帶出,之後流失在太空中。這個現象稱為「撞擊侵蝕(impact erosion)」。

Jellinek等人認為:地球早期鈾和鉀的流失,是地球板塊運動、磁場和氣候演化的決定性因素;而這幾項又是共同創造出我們所住的地球環境的關鍵條件,這很可能就是讓地球與其他行星不同的主要原因。

在地球上,漂移的板塊造成地球表面常態性的被更新,如此一來,將使得下方的地函逐漸冷卻,維持地球的強磁場,並觸發火山活動。爆發中的火山會將地球深 處的溫室氣體釋放到大氣中,因此經常性的火山爆發活動可維持氣候保持在生命適合生存居住的狀態,讓地球與其他岩質行星不同。

從大小、質量、密度和組成成分來看,金星是和地球最相似的行星。然而地球氣候在整個地質歷史都相當穩定而適合生存,金星卻因擁有濃厚的二氧化碳大氣而 使表面溫度高達攝氏470度之多而使氣候相當嚴峻,不適合生存。為何相鄰且相似的兩顆行星,會演化成如此截然不同的狀態?Jellinek等人認為關鍵就 在撞擊侵蝕。

金星受到的撞擊侵蝕比地球少,只有間歇性的發生劇烈火山活動,導致氣候有著劇烈且每每長達10億年之久的變動擺盪。

檢視撞擊侵蝕所造成的行星隨時間演變的狀態,便可看到行星的初始組成成分深深受到撞擊侵蝕效應的影響而產生一連串相關變化,而後才形成成地球現今如此獨特的環境。

資料來源:Why we live on Earth and not Venus, 2015.07.21, KLC

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氣候變遷下,熱帶雨林該如何及時自我更新?——《熱帶雨林:多樣、美麗而稀少的熱帶生命》
日出出版
・2022/09/17 ・3308字 ・閱讀時間約 6 分鐘

國小高年級科普文,素養閱讀就從今天就開始!!

沒有森林能「永遠」存在,但我們總覺得森林特別穩定不變,至少如果它是自然形成的。

森林給人穩定不變的感覺。圖/Pexels

可是眾所皆知,當前氣候變遷的趨勢給了所有林主一項大任務:他們得及時改造自己的森林,使它能應付更熱、更乾、更多風暴且更有利昆蟲大量繁殖的氣候。而「原始森林」被認為是最佳模範,因為它兼具抵抗力(即復原力)與持久性(即穩定性)。

不過,真的是這樣嗎?

「原始森林」不等於「非常古老」

提出這個批判性問題是必然的,因為有關地表森林(不論是非熱帶或熱帶)在後冰期是如何形成或擴張,有著各種不同的論點。這些森林其實大多沒有我們想像的那麼老,只有真正位在熱帶最深處的某幾個地方,還可能有冰河時期開始前就存在的雨林——儘管如今的物種組成已不同。

以我們的時間概念來說,它們確實非常老。不過它們也最穩定嗎?這點我們不得而知。因為找得到這種森林的地方,雨經常下得特別多,而這對想改變森林利用形式以帶來收益的人來說,並不特別具有吸引力。某些熱帶地區以外的雨林,例如北美西海岸附近以及智利最南方,也都基於非常類似的因素,得以保留至今。

但是我們所說的「穩定性」究竟是什麼?我們對它又有何期待?當一個棲息空間在我們眼前幾乎沒有發生任何改變,一直保有它原本的樣子,那就是穩定。這種說法非常易懂,但它其實含有一個潛在的重大錯覺。

因為「在我們眼前」意謂著,這種持久性是以人類的生命為標準來界定。如果把人的壽命大致設定為七十五年,那我們的一生,其實最多只能經歷到大部分樹種自然壽命的五分之一,以橡樹來說,甚至大概只有十分之一;不過反過來說,人的一生也相當於連續五代以上的「狗」生,或上百代的老鼠、各種各樣的昆蟲及無數開花植物。

簡而言之,我們判斷的依據是人類的時間,而不是各種生命自己的時間。大象的平均壽命與人類大致相當,所以如果年紀已達人類耆老標準,我們就會把牠當人瑞一樣來照顧。

然而一座同樣歲數的森林其實還很年輕,或頂多剛成熟到可以砍伐的狀態——如果那是一座中歐平原上的人工雲杉林。再舉個更極端的例子,我們的湖泊很年輕(非常!),它們幾乎全都形成於末次冰期結束之後,與人類移入過去滿是巨大冰層與凍原的土地並開始擴散的時間相當。然而像多瑙河或萊茵河這樣的河流則非常古老,至少要比那些湖泊老上好幾百倍。

至於亞馬遜河,如前面所說,從今天的非洲西流並注入太平洋的時間,更長達數百萬年之久。

因此一座森林究竟有多老,應該得參照它樹木的平均自然壽命,這才是它自己的時間尺度。這樣一座在河流動力作用下已呈穩定狀態的歐洲河岸森林,才能與熱帶河岸低地的雨林進行比較對照。所以「原始森林」不該與「非常古老」畫上等號。

「原始森林」不該與「非常古老」畫上等號。圖/Pexels

發現於婆羅洲與亞馬遜許多地方的那種驚人的樹種多樣性,我們可以把它理解為是後冰期的變動作用還在進行,尚未找到它的終點;另一種可能性則是它的森林發展演替已達最終狀態,即所謂的頂極群落(Klimax Gesellschaft),理由是熱帶雨林的生長完全不受季節限制,不像熱帶以外的地區有冬天,或某些熱帶、副熱帶地區有長短不一的乾季。

所以要回答有關穩定性的問題,其實並不容易。

維持雨林氣候兩大要素——雨與火

熱帶雨林裡大部分的樹種都長得很慢,並製造出質地非常堅硬的木材(有些在水中甚至浮不起來!),就這點而言,把熱帶雨林歸為「強韌且耐久」還算合理,至少跟橡樹天然林一樣強韌。但是它為何得如此強韌?撇開人類之外,還有什麼會危及森林?

雨與火這兩個最重要的環境因素,雨林早就已經處理得宜,就這兩個自然因素來說,熱帶雨林確實相當強韌穩定。它能維持自己的雨林氣候,就像在亞馬遜地區所運作的那樣。

透過水分的蒸散作用,它製造了自己的水循環系統,此系統一年當中所產生的降雨量,數倍於來自海洋的水氣。不過要製造自己的氣候,前提是雨林的面積得夠大。每年數千公釐的驚人雨量,也保護它免於被火神侵擾。雨林成功地讓自己避開了林火,即使林火是森林的自然本質之一,且影響著森林的「生命週期」,就這層意義來說,雨林確實可被視為(非常)穩定。只有長期的且嚴重偏離每年或每十年平均雨量變動率的降雨變化,才能自然而然地改變它,就像過去冰河世紀冷、暖期交替時所發生的那樣。從現在人類的觀點來看,那些時期也都是穩定且漫長。

林火是森林的自然本質之一,且影響著森林的「生命週期」。圖/Pixabay

與穩定性密不可分的另一個問題是復原力,也就是森林對抗影響較短暫且較局部的變動之能力。風暴、洪水或面積大小不一的人類開發利用,都屬於這類變動。那些高聳的雨林樹種因為根系很少深扎,只能擴展在接近表層的土壤裡,在風暴來襲時通常尤其脆弱。

一場普通的雷雨風暴,就足以讓它連根拔起,可是在面積廣大的雨林裡,又幾乎天天有劇烈雷雨,因此這類風暴倒木已屬尋常事件,也是雨林自我更新的方法——正如沿河兩側經常持久不退的氾濫。這裡在主要雨季時,洪水可能會上升十~二十公尺,淹沒兩岸面積驚人的森林區。有時這些樹從樹冠以下,得泡在水中長達數星期之久。

高聳的雨林樹種因根系很少深扎,一場雷雨,就足以連根拔起。圖/Pixabay

然而水這個要素,雖然在這裡的樹底下經常多到氾濫,對樹頂經常曝露在風吹日曬中的葉子來說,卻因高溫酷熱反而有短缺的問題。熱帶地區一年到頭太陽總高掛天空,日照強度幾乎沒什麼變動,而這迫使樹木的葉子變得像皮革一樣厚,葉面不僅硬實,還帶有一層具保護作用的蠟質,類似熱帶乾燥氣候區的植物。

這意謂著雨林的樹木所面對的環境條件,在樹冠層與根部之間簡直有著天壤之別,幾乎是從副熱帶半乾燥區到水陸兩棲世界那樣極端。而歐洲相較之下跟這種處境最像的(儘管程度上差很多),或許是我們河邊常見的細葉柳樹;它們同樣也得忍耐數星期的河水氾濫,與夏季的連日高溫。

強韌且極具抵抗力

就這些環境現實而言,認為熱帶雨林極具抵抗力確實毫無疑問。它的韌性,是森林與自己所面對的非生物環境間長期交互作用的結果。而且不僅如此,它對動物與真菌的侵襲也很具抵抗力。硬木要遠比軟木更不易遭受真菌、白蟻或甲蟲幼蟲的攻擊,而且它的嫩芽與樹皮裡,含有各式各樣且多半具毒性的成分,也保護森林免受一般害蟲的大量侵襲,像中歐地區目前有許多森林正遭到舞毒蛾(Schwammspinner)肆虐那樣。

一地如果絕大部物種的個別數量天生就很稀少,照理說也就不會有大量繁殖的現象。從這裡我們可以這樣推論(或許完全合理,但不見得普遍適用):高生物多樣性促進了森林的穩定性,反之則會使其變得脆弱且不穩定。在氣候潮濕的熱帶,那些替代原生雨林的再生林較少是不穩定的,然而開發為林業與農業用地的雨林區卻相反,這裡會因不利的氣候發展、昆蟲與其他生物反常繁殖、以及病原侵襲而極度瀕危。

在大致了解雨林的穩定性與韌性後,我們應該更能完整探討人類對熱帶雨林的利用,與砍伐森林並以農地取代原始森林所導致的後果。而這些後果,引發全球性的憂慮與關注。

——本文摘自《熱帶雨林:多樣、美麗而稀少的熱帶生命》,2022 年 8 月,日出出版,未經同意請勿轉載。

日出出版
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海邊戲水要小心!一次帶你認識刺毒魚類,與被刺傷後的自救方法
自然保育季刊_96
・2022/07/20 ・4724字 ・閱讀時間約 9 分鐘

刺毒魚類是什麼?有刺的魚 ≠ 刺毒魚類

海洋是生命的發源地,其環境複雜多樣,孕育出多種多樣的海洋生物。在漫長的演化過程魚類發展出多樣適應環境的機制,包括物理性、化學性及生物性的調適,其中刺毒(venoms)屬於較為複雜的化學性防禦機制。

然而具有尖刺的魚類就等於是刺毒魚類嗎?答案是「否」的。

刺毒魚類的硬棘上附有毒腺,除了能為掠食者帶來物理性(刺傷)傷害以外,並會造成化學性(毒液)的二次傷害,毒腺所分泌的毒液會使傷口產生更為強烈的疼痛感,是一種特殊的防禦機制。

可能比你想像中多:世界上的刺毒魚類有多少?

全世界的魚類約有 30,000 多種,曾被報導過的刺毒魚類約有 2,500 多種(表 1),約占所有魚類的 8%,其主要可分為四大類,分別為:

(一)軟骨魚類中的銀鮫目(Chimaeriformes)、異齒鯊科(Heterodontidae)、角鯊科(Squalidae)

(二)軟骨魚類中的燕魟亞目(Myliobatoidei)

(三)硬骨魚類中的鯰形目(Siluriformes)

(四)硬骨魚類中的鰭棘魚類(Acanthomorphs)(Smith and Wheeler 2006;邵廣昭 2021)。

表 1 各類群刺毒魚類種類數量及毒刺部位。表/自然保育季刊

第一類刺毒軟骨魚類的毒刺主要分布於背鰭上,數量 1 至 2 根。

第二類魟類,現生種類約 200 多種,毒刺分布於尾柄上(Nelson et al. 2016),當其尾柄上的毒刺擊中掠食者後,毒液會經由外皮鞘(integumentary sheath)的破壞而全數釋出(Fenner 2004)。著名的電視節目主持人鱷魚先生 Steve Irwin 就是被大型魟類尾部的毒刺傷及心臟而喪命的。

黑線銀鮫(Chimaera phantasma)。箭頭標示處為其毒刺。圖/自然保育季刊

第三類鯰形目魚類,大多為淡水種類,其中有毒的種類大約為 1,500 種,毒刺分布於胸鰭及背鰭(Wright 2009),其毒刺外緣具鋸齒(圖 1A)。

鯰形目魚類在美洲具較高的多樣性,占所有種類的 60%(Nelson 2006)。臺灣產12種,淡水的種類有鈍頭鮠科(Amblycipitidae)1 種、鯰科(Siluridae)1 種、鬍鯰科(Clariidae)2 種、鱨科(Bagridae)2 種,鱨科的種類因背鰭(1 根毒刺)、胸鰭(2 根毒刺)具毒刺,故俗稱為三角姑;

海水的種類有鰻鯰科(Plotosidae)1 種,及海鯰科(Ariidae)5 種,兩者的俗稱分別為沙毛及成仔丁,毒刺的位置與鱨科一致。

圖 1 刺毒魚類毒刺形態之一。圖/自然保育季刊

A. 線紋鰻鯰(Plotosus lineatus)胸鰭硬棘。 B. 瞻星魚(Uranoscopus sp.)匙骨上的棘。C. 褐臭肚魚(Siganus fuscescens)背鰭硬棘。 D. 托爾逆鈎鰺(Scomberoides tol)背鰭硬棘。縮寫:gr,groove 溝槽。

第四類鰭棘魚類,由六個類群所組成,分別為蟾魚目(Batrachoidiformes)、鮋亞目(Scorpaenoidei)、刺尾魚亞目(Acanthuroidei)、䲁亞目(Blennioidei)、逆溝鰺亞科(Scomeroidinae)及鱷亞目(Trachinoidei),雖然僅有 585 至 650 種,但相對於前面的三個大類群,毒刺的形態則顯得更為多樣化,毒腺可發現於牙齒、主鰓蓋骨(opercle)、匙骨(cleithrum) (圖 1B)、背鰭、腹鰭和臀鰭多個部位(Smith and Wheeler 2006)。

圖 2 刺毒魚類毒刺形態之二。圖/自然保育季刊

A. 中華鬼鮋(Inimicus sinensis )背鰭硬棘。 B. 魔鬼簑鮋(Pterois volitans )背鰭硬棘。C. 眉鬚鱗頭鮋(Sebastapistes strongia)背鰭硬棘。 D. 眉鬚鱗頭鮋頭部的棘。縮寫:gr, groove 溝槽;vg, venom gland 毒腺。

雙斑櫛齒刺尾鯛(Ctenochaetus binotatus)。圖/自然保育季刊

臺語有云:「一魟、二虎、三沙毛」

在海岸活動頻繁的臺灣,亦不乏關於刺毒魚類的諺語:一魟、二虎、三沙毛、四斑五、五象耳、六倒吊,或者是四臭肚、五變身苦;四變身苦、五成仔丁。

不管何種版本,「魟、虎、沙毛」均是刺毒危險程度的前三名。

線紋刺尾鯛(Acanthurus lineatus)。圖/自然保育季刊
線紋鰻鯰(Plotosus lineatus)。箭頭標示處為其毒刺。圖/自然保育季刊

諺語中的,是泛指所有尾部具有毒刺結構的燕魟亞目魚類,身體呈圓盤形,大部分種類尾巴為細長的鞭狀,依不同種類尾部毒刺的數量可達 2 根或以上,大部分漁民在捕獲後,均會把尾部的毒刺去除。多數的魟類為底棲性魚類,部分種類更具潛藏於沙中的習性,因此在沙灘嬉水遊玩時,須多加注意腳下情況以免誤踩而被其刺傷。

沙毛指的是線紋鰻鯰(Plotosus lineatus),廣泛分布於臺灣沿海並常被釣獲,其體表光滑無鱗不易被抓住,故處理時須多加注意以免被刺傷;其幼魚常成聚集成群,被稱為鯰球。

黑帶稀棘䲁(Meiacanthus grammiste)。其毒腺位於下頜兩顆大型犬齒中。圖/自然保育季刊

二虎:多樣性豐富的刺毒魚類大家族

虎魚泛指臺灣產鮋亞目(Scorpaenoidei)的種類,其英文俗名有 scorpionfishes、stonefishes 、 waspfishes 等,有關 scorpionfishes 名稱的由來,或許命名者對其毒刺如蝎子螫到的觸感有著很深刻的體會。

除了虎魚這俗名外,石狗公、石頭魚亦為牠們常見的中文俗稱,因其偽裝(camouflage,一些種類會利用特化的皮瓣偽裝成礁石及表面的生物)或保護色,致使體態、體色與棲地環境極為相似而得名。

該類群是著名且危險的刺毒魚類,毒刺十分發達(圖 2),雖然鮋亞目魚類的頭部具有不少的棘(圖 2D),但具毒腺的部位僅為背鰭、腹鰭及臀鰭之硬棘(圖 2A-C) (Nelson et al. 2016),為海洋刺毒魚類的最大宗(Low et al. 1993;Church and Hodgson 2002;Vetrano et al. 2002;Fenner 2004),臺灣大約有 42 屬 100種(邵廣昭 2021)。

多數種類為底棲性魚類,棲息於沿海岩礁地形,行動緩慢並常靜止於礁石上,即使靠近之亦不動如山,其體色與環境十分相似不易被察覺,因此在潮間帶或岩礁海岸活動時,稍一不慎則有可能誤踩而遭其刺傷。目前被刺傷的個案僅國外有報導,被刺傷者大部分為漁業從事人員(Haddad et al. 2003),臺灣雖暫無相關學術文章報導,但大部分地區的海洋活動亦相對頻繁,相信有不少被刺傷的個案。

金圓鱗鮋(Parascorpaena aurita)。鮋科魚類多具備良好的偽裝能力,其體色與周遭環境融為一體。圖/自然保育季刊

鮋亞目魚類毒素均為蛋白質(Kiriake et al. 2013),結構並不穩定,遇熱後因蛋白質變性而失去毒性(伍漢霖 2006),亦有研究顯示斑點鮋(Scorpaena guttata)的毒素在 50°C 的條件下處理,短期內即失去活性(Schaeffer et al. 1971),表示魚肉在加熱煮熟後可食用。

俗稱獅子魚(Lionfish, Turkeyfish)的危險刺毒魚類亦同屬於鮋亞目家族的成員(簑鮋類 Pteroini),但與石狗公、石頭魚的不同之處在於其十分花枝招展的外觀,平常毫不躲藏、並徐徐地遊弋於礁石間。

因其華麗的外觀而常見於觀賞魚市場,亦因此經由水族觀賞魚途徑被棄養放生(Hamner et al. 2007;Betancur et al. 2011;Johnson et al. 2016),魔鬼簑鮋(Pterois volitans)自 1980 年起現踪於佛羅里達(Florida) (Freshwater et al. 2009),延長及發達的毒刺使其在當地幾乎沒有天敵,並逐漸擴張遍布整個大西洋西岸形成穩定的族群(Betancur et al. 2011;Ferreira et al. 2015;Johnson et al. 2016),而其驚人的食量對當地魚類族群造成極大的威脅,與另一種獅子魚—斑鰭簑鮋(P. miles)為知名的入侵物種。

毒擬鮋(Scorpaenopsis diabolus)。具備良好偽裝能力的鮋科魚類之一,喜靜止於礁石上伺機捕食路過之獵物。圖/自然保育季刊

毒刺的部位、結構及釋出毒液的機制

刺毒魚類的毒刺結構可發現於胸鰭、腹鰭、背鰭、臀鰭、尾柄、牙齒、主鰓蓋骨、肩帶上的匙骨等部位。大部分毒刺均由硬棘(spine)、溝槽(groove)及毒腺(venom gland)所組成。刺毒魚類這類用毒動物不同於河魨,其毒素由自體產生(河魨毒素由食物累積於體內),經毒腺分泌,藉由硬棘導引或注射到防禦對象身上(Bulaj et al. 2003;Fenner 2004;Smith and Wheeler 2006)。

毒腺附著於硬棘上,硬棘具溝槽。毒液的釋放是一種被動形式,並不能主動發射,當毒腺受壓迫時,毒液釋出並沿著溝槽導流至防禦對象的傷口上。被刺後傷口附近立刻產生劇烈疼痛感,隨後延伸擴散,會伴隨噁心、嘔吐、呼吸困難等症狀(伍漢霖 2006)。疼痛感可持續數小時之久,過敏體質者更會休克、甚至死亡。

波氏擬鮋(Scorpaenopsis possi)。具備良好偽裝能力的鮋科魚類之一,體表具備海藻狀之皮瓣。圖/自然保育季刊

如何預防刺傷,刺傷後應該如何處理?

刺毒魚類並不會主動利用毒刺進行攻擊,因此進行海岸活動或沿海作業時,應注意隨時週遭環境並穿戴相關保護措施(如手套、涉水鞋等)避免身體裸露、降低被刺傷的機會;若在必要情況下須接觸具尖刺且種類不明的魚類時,應避免徒手直接捕捉並藉由工具謹慎處理之。

刺毒魚類另一個對人類造成危害的地方,在於其造成的傷口可能會因為細菌感染而產生二次傷害,嚴重者會導致局部組織壞死、敗血症,甚至感染創傷弧菌(Vibrio vulnificus),而創傷弧菌感染後惡化快速,其所引致的併發症通常具較高的死亡率。

輻紋簑鮋(Pterois radiata)。獅子魚在遭遇威脅時,胸鰭及背鰭會展開,並以腹部朝著礁石、背部朝外的方式抵禦掠食者。圖/自然保育季刊

刺毒魚類的毒性依種類及釋放量而有所不同,而毒素主要為蛋白質,其結構不穩定,易受熱、酸鹼所破壞而失去毒性。遭刺傷後應盡快移除毒刺,在適當的條件下擠出毒液,使用熱、酸、鹼條件處理傷口,破壞毒素的活性,並做好傷口的清潔及消毒的工作,防止細菌的感染。

刺毒魚類所造成的傷害反應因人而異,經過現場初步處理後,應盡早送醫處理。

野外活動時要注意

刺毒魚類約占所有魚類的 8%。牠們形態多樣,彼此並非姐妹群關係,亦即起源於多個祖先,換言之,刺毒機制是多次獨立演化出來的,刺毒魚類一共可分為四個大類群,軟骨魚和硬骨魚各占兩大類,包括軟骨魚中的:(一)銀鮫目、異齒鯊科、角鯊科,(二)燕魟亞目;以及硬骨魚類中的(三)鯰形目,(四)鰭棘魚類。毒刺結構可發現於多個部位,如胸鰭、腹鰭、背鰭、臀鰭、尾柄、牙齒、主鰓蓋骨、肩帶上的匙骨等。

因為臺灣為海島地形,海岸線曲折漫長,周邊海域均有刺毒魚類的分布,民眾於海域進行經濟或休閒活動時均有機會接觸到刺毒魚類。雖然刺毒多為被動的防禦機制,並不是主動攻擊的手段,但部分刺毒魚類具備十分良好的偽裝能力,在靜止的狀態下難以被察覺,因此在野外活動時應隨時注意周遭環境是否存在刺毒魚類,並穿戴相關防護衣物、鞋子,避免誤觸而受傷,增加海域活動的安全性。

若不幸被刺毒魚類刺傷,在現場進行緊急處理後,應盡早求醫,以策安全。

斑馬短鰭簑鮋(Dendrochirus zebra)。胸鰭內側顏色鮮艷,具警戒作用。圖/自然保育季刊
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自然保育季刊為推廣性刊物,以推廣自然教育為宗旨,收錄相關之資源調查研究、保育政策、經營管理及生態教育等成果,希望傳達自然科普知識並和大家一起關注自然!

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搭建氣候變遷研究與實踐應用之間的橋梁——臺灣氣候變遷推估資訊與調適知識平台專訪
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2022/07/07 ・3079字 ・閱讀時間約 6 分鐘

感謝 臺灣氣候變遷推估資訊及調適知識平台 對本次專訪之協助與支持。

  • 作者|曾繁安

乾旱與豪雨成災比過去更常常出現,夏天變得更長且更熱,颱風數量變得更稀有但强度卻變大……當極端天氣事件成為常態,我們不能再逃避氣候變遷對人類社會帶來的影響。想關心氣候變遷議題卻不知如何下手?那你就不能不知道「臺灣氣候變遷推估資訊與調適知識平台」(TCCIP)!

不只懂得「減碳」,「調適」也要跟上

臺灣為什麽需要氣候變遷為主題的知識平台?問起 TCCIP (Taiwan Climate Change Projection Information and Adaptation Knowledge Platform)的誕生,國家災害防救科技中心氣候變遷組陳永明組長回應,除了近年各國更加重視氣候變遷的影響,並推動相應的政策之外,本土學者在氣候科學的研究成果,其實不在少數,但這些做為理解氣候變遷的重要資料與成果,卻散落四方,因此需要有一個系統性整合與轉譯知識的服務平台。

不僅是在研究資料與成果的整合,TCCIP 也期待與大眾溝通正確氣候變遷知識的地方,目前媒體的報導與科學客觀知識的理解上,仍存有不少落差,而 TCCIP ,正是最適合透過最新的第一手資訊,了解氣候變遷的平台。

氣候變遷議題包含三大面向:減碳、氣候科學、衝擊與調適。陳組長提到,大家對「節能減碳」已有共識,明白降低溫室氣體的排放,對減緩全球暖化效應的必要性,但對「氣候科學」和「調適」卻相當陌生。陳組長解釋,氣候科學是學者研究與模擬氣候變遷影響的學問,與天氣預報短期内的天氣變化之預測不同,氣候科學所做的是「推估」(Projection)。推估模擬的是不同情境,如溫室氣體排放量高、中或低的三種路徑下,氣候變遷衝擊的範圍與程度輕重。

在開始說明調適前,陳組長說:「大家常有一個誤解,認為臺灣只要做好減碳,我們災害就會變少。」

氣候變遷讓全世界成為命運共同體,即使臺灣碳排净零也無法獨善其身,需超前部署因應氣候災害的措施,也就是所謂的「調適」(Adaptation)行動。調適行動所涉及的層面包羅萬象,不再只停留在氣候科學,而是跨越不同學科如自然生態、人文社經、公共衛生等領域。

TCCIP 扮演學術研究與實踐應用之間的溝通橋梁

自 2009 年啓動的 TCCIP,以國家災害防救科技中心為主,集結了四大政府機關和研究單位,以及國内二十個大學系所的成員。其宗旨在於提供本土化的氣候變遷科學與技術研究服務,各單位互相協力合作,可謂臺灣氣候變遷抗戰陣線的大聯盟。

TCCIP 團隊組成涵蓋不同學研單位、業務機關。圖/TCCIP 官網

要擬定政策、採取有效的氣候行動,將有限的資源挹注在刀口上,背後就需要堅實的科學數據支撐。但由專家學者經過縝密的演算研究,所產製的繁複氣候科學研究數據,如果不強化與實際應用的連接,經過進一步的轉譯,便可能成為難以通曉、被束之學術高閣的學問。

因此陳組長指出, TCCIP 所肩負的責任,除了精進氣候變遷推估的技術與能力之外,也扮演著學術研究與實際應用之間的溝通橋樑,把氣候科學家的語言,轉化成政策擬定者所能明白的話語。TCCIP 團隊發展了各種氣候變遷風險評估與調適工具,將抽象的研究數據具象化,成為能一目瞭然的圖表、圖資。

圖為臺灣 25 個中央氣象局屬測站自 1897 年到 2020 年的溫度距平值變化,距平值是各站年均溫相對於各站溫度氣候值 (1981~2010年平均) 的差值。圖/TCCIP 官網

TCCIP 所匯整的氣候變遷科學資料,從使用者的需求框架下出發,以政府、學研與產業為主要服務對象。點開線上的官網,氣候變遷資料商店中符合 IPCC[注1] 評估標準、臺灣在地降尺度的溫度、雨量等資料,可任君挑選。你也可打開調適百寶箱,去觀摩世界各地在不同領域如農林漁牧業,是如何在氣候變遷衝擊下進行調適,提高面對災害的韌性。除了線上的氣候知識大補帖,TCCIP 最近也積極推動各種線下的實務操作。

以臺灣的調適案例而言,新竹新豐鄉的「旱田直播」,便是一次良好的示範。氣候變遷影響下,未來缺水情形令原本栽種水稻的農民擔憂,因此萌生「旱田直播」——在沒有灌溉的農田上,直接播種的想法。為測試這一策略是否可行,TCCIP 團隊、農業試驗所與農民三方合作,由農民提供設置旱田試驗田和傳統插秧對照田,TCCIP 團隊和農試所則負責田間氣象資料、用水量、作物生長與品質產量等數據的量測、歷史觀測與未來氣候變遷趨勢的推估。

圖/TCCIP 農業調適示範

這一案例展現氣候變遷調適知識與科學數據,如何透過與產業利害關係人的溝通與協作,具體落實,讓氣候變遷走出學術的象牙塔。從目前階段性的成果可見,直播水稻與插秧水稻田的栽培條件差異不大,可節省前期勞力支出與大量用水,惟最後收益與插秧水稻相比仍有進步空間。這一次結合理論與實務的合作契機,有望成為氣候變遷下水稻可永續發展的調適路徑之一。

展望長期穩定的科研團隊,成為面對氣候變遷的國家堡壘

前期臺灣仍需完全依靠國際其他氣候變遷模式所產製的資料,來生成在地的降尺度數據。但這幾年隨著研究能量的積累與提升、成熟團隊的培訓形成,臺灣也發展出屬於自己的氣候變遷模式,並以臺灣的名義參與在世界氣候研究計劃(World Climate Research Programme)之下的第六期耦合模式比對計畫(CMIP6) [注2 ]

談到臺灣的氣候科學研究進程在國際上的表現,陳組長指出,儘管臺灣比起資源豐富的國家來得慢了些,但仍在逐步趕上。陳組長表示,臺灣複雜地形地貌與劇烈天氣變化的特色,就如地球科學的試驗場,無論是氣候科學或是衝擊調適,許多國家都非常樂意與臺灣進行氣候變遷的相關研究合作。未來期許TCCIP能從計畫形式,轉型為更永續經營的運作方式,為氣候變遷長期抗戰的人才培育與措施行動做更好的應對。

對於想要加入 TCCIP 的年輕學子,陳組長建議,最重要的是能保有對不同學問的好奇心,以及願意放下對自身專業的堅持,擁有可以跨領域溝通的彈性身段,來為氣候行動貢獻一分心力,而這正是 TCCIP 團隊一直以來秉持的精神與理念。

備註

  1. IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change,全名為政府間氣候變遷專門委員) 旨在以嚴謹科學探討氣候變遷的情形,及對人類社會經濟造成的影響。`自 1988 年由世界氣象組織和聯合國環境規劃署成立,是《京都議定書》及《巴黎協議》背後的重要推手,為地球氣候變遷研究所做出的貢獻在 2007 年獲諾貝爾和平獎肯定。
  2. 第六期耦合氣候模式對比計劃(Coupled Model Intercomparison Project,CMIP6)提供IPCC 第六份氣候評估報告的科學依據。CMIP 扮演國際公開資料平臺的角色,讓隸屬旗下的各國研究組織,可讓各自產製的氣候模式資料上線,讓全球研究者能簡便地獲取和分析這些資料。每一期 CMIP 的模式推估,皆奠基於共同制定的未來氣候推估情境。

參考資料

  1. 科技部「台灣氣候變遷推估資訊與調適知識平台計畫」
  2. 臺灣氣候變遷推估資訊與調適知識平台
  3. 行政院環境保護署:節能減碳政策
  4. 進擊的全球暖化,台灣的新契機 台灣氣候模擬系統的建置
  5. 最新 IPCC 報告出爐!作爲地球公民一分子,你不可不知的氣候變遷現況
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
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