2013全球氣候現狀總體檢 地球持續發燒不退 | 環境資訊中心

2013全球氣候現狀總體檢 地球持續發燒不退

2014年08月19日
作者:賴慧玲(英國倫敦大學環境、科學與社會碩士)

全球暖化已經不是新聞,溫度上升2℃的嚴重性也不讓人陌生,但你知道目前的氣候狀況究竟是如何嗎?

美國國家氣象學會期刊(Bulletin of the American Meteorological Society)今年7月17日發佈最新「2013氣候現狀」(State of the Climate in 2013)報告,彙整大氣、陸地、海洋和冰雪的最新科學觀測研究,呈現出每年度客觀的全球物質環境現狀,提供科學界與社會大眾一幅清晰的當今氣候面貌。

2013年海燕颱風侵襲菲律賓時,造成滿目瘡痍的景象。攝影:Russell Watkins。

最新「2013氣候現狀」報告發現,2013年不僅在全球氣溫史上躋身最炎熱的6年之列,溫室氣體濃度、海平面高度、冰雪消融的程度也都名列前茅,屢創新高(見下表)。

種種科學數據,除了證實地球正在不斷升溫、人類面臨的挑戰將越來越艱鉅之外,也提醒台灣政府和民眾要具備宏觀的氣候視野,才能掌握台灣現今與未來的氣候動態。

2013 地球氣候總體檢,刷新不少氣候紀錄史的成績。圖片來源:低碳生活部落格。

氣候現狀報告是由美國國家海洋與大氣管理局(National Oceanic and Atmospheric Administration,NOAA)旗下的國家氣候資料中心(National Climatic Data Center)科學家領軍,今年已邁入第24年,並由全球57個國家共425科學家共同加入撰寫。

和同為今年發佈的美國國家氣候評估報告(National Climate Assessment,NCA)以及第5份聯合國政府間氣候變遷小組報告(IPCC AR5)不同,氣候現狀報告不談排放情境、未來預測和調適策略,而是彙整大氣、陸地、海洋和冰雪的最新科學觀測研究,呈現出每年度客觀的全球物質環境現狀,提供科學界與社會大眾一幅清晰的當今氣候面貌。

去年的氣候現狀報告是過去12個月美國氣象學會所有期刊中的下載次數榜首,重要性和影響力可見一斑。

400ppm的未來不是夢

首先,大氣中二氧化碳、甲烷和一氧化二碳等主要溫室氣體濃度在2013年持續快速增加。二氧化碳平均濃度較2012年上升2.8個ppm,達到395.3ppm。其中,夏威儀測站還曾在5月首次測得超過400ppm。根據冰核證據,在20世紀初之前的80萬年,地球的二氧化碳濃度從未超過300ppm。就連1958年時,夏威儀測站也僅測得315ppm。當時每年增加速率僅有0.7ppm,而現已增為4倍。由此可見,近半世紀以來,全球二氧化碳濃度的成長量和速度都相當驚人,科學家預期將在幾年內正式衝破400ppm大關。

報告亦指出,目前大氣中的二氧化碳濃度已大約是自然吸收能力的2倍,因此就算人為排碳量的增加速率減緩,依然會超過自然的吸存量,讓大氣中的二氧化碳淨量持續不降反升。據估計,地球表面每平方公尺的「超額」二氧化碳會額外吸收1.88瓦的能量,全球每日便多吸收230億兆瓦,相當於2013年全美整年的發電量!

沒有最熱,只有更熱

溫室氣體濃度節節上升,全球氣溫也同步提高(見下圖)。4個全球獨立研究資料組顯示,2013年平均氣溫名列134年來最高溫的2到6名。南半球的澳洲遭逢史上最炎熱的1年,阿根廷(史上第二熱)和紐西蘭(史上第三熱)也不惶多讓。

由於海洋在地球氣候系統中扮演重要的穩定功能,地球大部分過量的熱能都被吸存在上層海水(0-700m)之中,使得海水表面溫度也隨之上升。紀錄顯示,2013年海水表面溫度名列史上前10,上層海洋熱含量(upper ocean heat content)更攀上歷史新高。

2013 年地表溫度與1981-2010氣溫平均值的差異比較圖。圖片來源:2013 State of the Climate: Earth’s Surface Temperature。

一般而言,海水溫度升高會使海水體積變大,導致海平面上升。過去1個世紀以來海平面即已不斷上升,2013年全球海平面平均高度更創下20年來新高紀錄,較1993-2010年的平均水準高出38毫米。另外,因為冰川消融、海水溫度上升與近20年來太平洋年代際震盪(Pacific Decadal Oscillation,係1種太平洋氣候發生變化之自然現象,變換週期約 20-30年)處於負相位之故,近幾十年來海平面上升有加速的現象。目前上升速率約為每年3.2毫米。

溫度上升的衝擊,在北極也顯而易見。觀測數據顯示,北極地區經歷自20世紀初以來第7高溫的1年,阿拉斯加部分地區20公尺深的永凍層(permafrost)也測得史上最高溫紀錄。北極海冰面積則是自1979年第6低,而最低的7個紀錄皆發生在過去7年。值得注意的是,就算海冰表面積縮減不多,但冰層年齡與厚度也不如以往。2012年北極海冰面積曾降至歷史新低,2013年雖然較為回升,但薄薄的1年冰(one-year ice)占了78%之多,是否能夠撐到下1年,仍有待觀察。

另一方面,在北半球冰雪覆蓋地區,儘管因北極震盪(Arctic Oscillation)指數為負相位,使得3、4月的降雪量增多,達紀錄史上第13高,但過去10年,每逢晚春(冷季末期)雪量便會迅速驟減,消融速度甚至比模型預測得還要更快。例如歐亞大陸5月雪量陡降,冰雪面積最低比1981-2010平均值少了17%,深度也只剩平均值的52.1%。北美大陸雖然4月冰雪面積比平均值高出16%,但到了6月卻比平均值大幅降低34%。這也為「北極放大效應」提供了佐證(Arctic amplification,1種氣候反饋機制,使北極地區的增溫現象遠高於低緯度地區)。

南極和高山冰川也出現暖化跡象。儘管科學界對於南極海冰增加與全球暖化的關聯仍有辯論,但2013年南極海冰持續連2年出現史上新高,2013年9月最大值比1981-2010平均值多出5.2%。阿蒙森-斯科特南極測站(Amundsen-Scott South Pole station)也於年底測出了-47℃的溫度新高紀錄。另外,全球高山冰川量自1980年以來持續下降,依初步資料推斷,2013年也不例外。

夏季防颱,需放大尺度

極端氣候事件方面,2013年全球熱帶氣旋數量並未增加多少,但年底的超強颱風海燕(Super Typhoon Haiyan)是紀錄史上最強的熱帶氣旋,不只造成400萬菲律賓人無家可歸,還創下登陸時最大風速(196英里/每小時)及東亞最高暴潮(約6-9公尺)等驚人紀錄。海燕不尋常地形成於近赤道地區,與2012年另一超強颱風寶發(Super Typhoon Bopha)相同,也格外引人注意。

除此之外,中日韓等3國皆於2013年領受了最炎熱的夏季(見下圖),中國南方並發生造成損失高達77億美金的旱災,而中俄東北邊境地區也遭逢不尋常的夏季暴雨,造成100人喪命與數十億美元的損害。

2013 東亞地區夏季氣溫與降水量相對於1981-2010每月平均值的變異情形。左側a、c 2圖表7、8月的氣溫變異,右側b、d則表降水變異。圖片來源:Media Briefing Slides頁17,原圖刊於完整報告頁199。

自2009年加入撰寫團隊的台灣大學大氣系林依依教授,與2位NOAA專家共同執筆「熱帶地區—熱帶氣旋熱潛能(4.The Tropics—e.Tropical cyclone heat potential)」一章,負責每年亞太地區、西北太平洋海域的颱風跟海洋熱含量的最新整理研究,也是全球氣候報告中難得一見的台灣研究團隊。

「台灣是一個很小的島,但颱風是大尺度的東西,」林依依提醒,如果要瞭解颱風對台灣的影響,「不能只看來台灣的颱風。」

例如,2008年橫掃緬甸的特強熱帶氣旋風暴納吉斯(Very Severe Tropical Storm Nargis),造成超過13萬人死亡,是非常嚴重的世界議題,但台灣民眾似乎沒有太多的認知,只關注島內的天氣動態。但是,像海燕一樣的超強颱風並不會專跑菲律賓,也可能會過境台灣。她建議台灣民眾和相關單位要放大關注尺度,對整個西北太平洋的颱風有全盤的瞭解,才能掌握全球氣候變遷下,台灣面臨的颱風挑戰。