未來氣候變遷的推估

陳昭銘 | 國立高雄海洋科技大學 通識教育委員會

Climate Change，IPCC），針對進行中的全球暖化現象，擬定各種可能的溫室氣體濃度變化趨勢，再運用氣候模式預測對應溫室氣體變化的全球氣候變化趨勢，據以評估其所引發的氣候變遷，對各地之潛在衝擊，提供各國政府預為因應，研擬調適策略，期以度過此波人為的氣候變遷危機。

台灣的氣候變遷

陳昭銘 | 國立高雄海洋科技大學 通識教育委員會

全球暖化源自溫室氣體的顯著增加，強化的溫室效應進而引發全球溫度上升。雖然如此，但溫度上升幅度各地有所不同。例如，陸地高於海洋，極區高於赤道。在暖化不均的背景下，各地增溫的差異，可轉化以反應熱源變化強度也有所不同。顯著增溫的地區其空氣受熱上升，而增溫不顯著地區的空氣，相對而言便屬於偏冷，空氣傾向下沉。當大氣質量因反應熱源變化差異而重新分佈後，將造成全球性與區域性的環流變化，風場隨之變異。水氣由於通常伴隨風場輻合而轉化成降雨。因此，各地的降雨型態在全球暖化下，因環流與水氣傳送改變也將產生變異。全球暖化所引發之氣候變遷現象，通常反映在溫度與降雨型態的改變。

聖嬰現象對台灣氣候的影響

陳昭銘 | 國立高雄海洋科技大學 通識教育委員會

聖嬰現象發生後，通常在冬季達到最大強度，再持續影響到下一年， 2015年聖嬰現象預期也會延續到2016年。2015-2016年的聖嬰現象與1997-1998年的聖嬰現象呈現類似的特性;兩者之海溫增暖中心主要集中在熱帶東太平洋，均可歸類為東太平洋聖嬰類型。在強度方面，兩者在東太平洋海溫增暖的強度也相當，為有觀測記錄以來最強的前二名。有鑑於這兩個聖嬰現象之相似性，回顧1997-1998年聖嬰現象對台灣氣候的影響，應有助於了解本次聖嬰之可能衝擊。發生1997-1998年聖嬰時，台灣於1997年冬季為暖冬，接下來的1998年春季的雨量偏多，中央氣象局對2015-2016年的氣候預報展望，也是呈現相同的結果。

聖嬰現象之遠距影響機制

陳昭銘 | 國立高雄海洋科技大學 通識教育委員會

聖嬰現象主要特徵為熱帶中太平洋-東太平洋海溫的顯著變化，聖嬰發生時海水增溫，反聖嬰時則為降溫。伴隨2015年聖嬰現象的發生，在世界各地造成明顯異常氣候。例如，印尼於2015年6月到10月期間，在降雨已偏少的乾旱氣候背景下，農民的火耕又引發大火，燒毀大量森林與農地，導致嚴重的霾害。令人好奇的是，印尼離熱帶中太平洋-東太平洋甚遠，為何說其乾旱與後續的森林大火是受到聖嬰現象影響所致？若是如此，其影響機制又是如何造成？

聖嬰現象之觀測指標

陳昭銘 | 國立高雄海洋科技大學 通識教育委員會

聖嬰現象主要變化特徵呈現在熱帶太平洋海域的海洋－大氣系統的連鎖變化。因此，為有效監測聖嬰與反聖嬰現象的狀態，通常使用海洋系統的海溫變化或大氣系統的氣壓變化作為觀測指標。聖嬰現象所呈現出來的海溫變化，在熱帶中太平洋至東太平洋區域，會比熱帶西太平洋來得顯著，因此選取中太平洋至東太平洋不同海域之海表面溫度之區域平均值來監測聖嬰現象的狀態。通常使用的海洋狀態監測指標包括:熱帶中太平洋（160°E-150°W; 5°S -5°N）的Niño4指標，熱帶東太平洋（150°W- 90°W; 5°S-5°N）的Niño3指標，以及位於上述兩者之間海域（170°W -120°W; 5°S-5°N）的Niño3.4指標。從這些不同區域指標的應用，也反應出每個聖嬰現象的海溫變化形態可能都不盡相同;研究發現，有些個案的海水增暖區域主要位於熱帶東太平洋，有些個案則位於熱帶中太平洋區。因此，學者把聖嬰現象分作兩類：東太平洋聖嬰與中太平洋聖嬰。

聖嬰現象的氣候變化特性

陳昭銘 | 國立高雄海洋科技大學 通識教育委員會

2015年為有觀測記錄以來，全球年均溫最高的一年。一般相信，這是在全球暖化持續下，又適逢聖嬰現象發生的雙重影響結果。聖嬰現象是熱帶太平洋區域海洋－大氣系統的氣候異常變化。正常氣候狀況時，熱帶東太平洋的冰冷湧升流上升之後，在該區形成海溫較低的區域，這些湧升上來的海水，被太平洋副熱帶高壓南側東北信風驅動，自熱帶東太平洋開始由東邊向西邊流動，形成北赤道洋流。此洋流沿路受到太陽不斷照射而持續增溫，當抵達西太平洋時，溫度明顯增加，形成大範圍暖海水聚集海域，被稱作暖池。暖池海域由於其高海溫、高濕氣的特性，提供做為熱帶氣旋/颱風發展的溫床，使得西太平洋成為全世界熱帶氣旋/颱風生成最多的地區。

聖嬰現象－導論

黃于津 | 國立高雄海洋科技大學 基礎教育中心

2015年台灣的冬天似乎來得比往年晚，台北的氣溫更在冬至當天飆到攝氏27度，不輸於夏季氣溫。直至2016年1月中旬，南部地區仍感覺不到冬日的明顯寒意。全球許多地方，也持續出現破記錄的冬日高溫。事實上，2015年全球氣溫飆高，年平均氣溫為有觀測記錄以來最高溫的一年。不少科學家認為這是因為在全球暖化背景下，又發生聖嬰現象的加乘效果而引發的破記錄高溫。觀測記錄也顯示，此次聖嬰是百年來最強的事件。究竟聖嬰現象是什麼？如何形成？它對氣候的影響為何？這些都是有趣的科學問題。

西北太平洋颱風之生成活躍期

陳昭銘│國立高雄海洋科技大學通識教育委員會

　　熱帶西北太平洋為全球颱風生成最多的區域，每年7至9月為颱風侵台的主要時期，氣象學上稱之為「颱風季」。雖然颱風降雨常帶來巨大的生命財產損失，但也是台灣水資源的主要來源。自紅霞颱風在2015年5月11日從台灣東部海面由南向北通過後，其後的5月及6月，都沒有颱風侵台的警報。但是，在7月2至3日，熱帶太平洋同時生成3個颱風，由西向東分別為蓮花颱風、昌鴻颱風、南卡颱風，形成三颱並存的現象，顯現颱風有容易生成的活躍期。蓮花和昌鴻颱風均移行經過台灣鄰近海面，全台一周來均密切注意颱風動向。上述颱風生成的時序顯示，西北太平洋颱風存有容易生成的活躍期，與生成較少的間歇期，造成活躍期與間歇期的大氣背景因素，值得吾人進一步探討。

未來面臨的水資源問題

吳孟青│國立高雄海洋科技大學基礎教育中心
王御風│國立高雄海洋科技大學基礎教育中心

         2015年上半年乾旱問題衝擊臺灣民生與產業，休耕與限水措施接踵而來。聯合國跨政府氣候變遷小組(IPCC)也針對全球暖化議題進行研究，2007年發表的第4份評估報告指出，全球暖化急趨嚴重的現象，百分之九十的可能性來自人為影響。2013年發表的第5份評估報告更指出，目前全球暖化高達百分之九十五的可能性是人為造成。台灣在這波氣候變遷中也深受影響，主要在降雨形態的改變，因此未來台灣面臨的水資源問題，可分氣候變遷與水資源管理兩個面向來談。

科技如何解決水資源問題

吳孟青│國立高雄海洋科技大學基礎教育中心
王御風│國立高雄海洋科技大學基礎教育中心

水關乎人類生存，水資源短缺的問題不僅影響國計民生，也牽動國際關係，各國目前紛紛投入資源，謀求增加水資源之良方。臺灣雖然年平均雨量高達2500公釐左右，但因降雨季節集中在5-10月的豐水期，須有相關科技來調適枯水期之水資源需求。近一世紀來，臺灣出現各種解決水資源問題的科技運作，例如水庫、人工增雨及諸類中小型水資源系統的開發，以下就此三項分述之。另加介紹自來水管的漏水率與汰換，討論水資源之管理與維護問題。

台灣水資源之困境與調適

高玉馨│國立高雄海洋科技大學基礎教育中心
王御風│國立高雄海洋科技大學基礎教育中心

　　回顧台灣過去百年，因氣候暖化年均溫增加約攝氏1.3-1.4℃；在降雨部分，百年來的總雨量雖無明顯變化，但全島平均總降雨日數於過去30年，每10年減少6天；年平均降雨強度，在過去30年，有增多趨勢。台灣現今的天氣現象呈現「溫度上升，降雨日少但強度增強」的特性，比以前更容易引發氣象災害。

乾旱所造成的社會衝擊

高玉馨│國立高雄海洋科技大學基礎教育中心
王御風│國立高雄海洋科技大學基礎教育中心

　　「大旱」通常用來形容已連續100天以上未下雨的情況。嚴重的乾旱事件通常與降雨有極大關係，乾旱意指著相對性少雨的狀態，故乾旱可能發生在各地不同氣候區，也絕非每年都會發生的現象。經濟部台灣102年水文年報資料顯示，台灣乾溼分明的氣候分布情況相當明顯，每年5月~10月是豐水期，11月~次年4月是枯水期，而枯水期的降雨量只有年平均總雨量的22%，因此一旦豐水期降雨不足，將導致下季春季的水稻第一期耕種面臨嚴重缺水危機，2015年的台灣，便面臨著如此之嚴峻挑戰。此外，當水庫庫存量不足時，除了農田就需要停止灌溉並休耕，各地勢必也須採取限水措施以因應缺水問題，進而可能影響整體社會經濟。

台灣的旱象

陳昭銘│國立高雄海洋科技大學通識教育委員會

 臺灣雨季一般分為春雨季（2-4月）、梅雨季（5-6月）、颱風季（7-9月）。春雨季發生於東北季風時期，北部降雨多於南部，雨勢通常較溫和。梅雨季與颱風季均發生於西南季風時期，西南氣流自南中國海帶來豐沛水氣進入臺灣，暖濕空氣伴隨夏季高溫，常激發旺盛對流，於西南氣流迎風面的台灣西南部常造成激烈降雨。颱風為強烈的熱帶氣旋，大多於臺灣東南側洋面生成，部分颱風沿西北方向直行或往北迴轉而侵臺，為臺灣帶來顯著降雨。

台灣2015乾旱的面面觀

高玉馨│國立高雄海洋科技大學基礎教育中心
王御風│國立高雄海洋科技大學基礎教育中心

　　2015年台灣面臨乾旱危機，農曆年後，自2月26日起，桃園、高雄等八縣市實施第二階段限水措施，包括每月用水逾一千度的大戶減量供水；4月8日起，桃園市、新北板橋、新莊、林口地區及新竹部分地區開始實施供五停二的第三階段限水措施，其他中南部地區用水亦告急，用水大戶之各行各業莫不嚴陣以待，進行保水搶水的運作。然最終仍期盼老天能降下豐沛雨量，全面解決台灣缺水危機。

聖嬰現象與侵臺颱風

陳昭銘│國立高雄海洋科技大學通識教育委員會

泛太平洋的日本、美國、澳洲等國氣象局，於2015年5月中旬陸續發布預報，顯示一個聖嬰現象正在發展成形當中。預計於年底將達到最強盛時期。國內中央氣象局亦表示，聖嬰年時，在西太平洋生成的颱風若侵臺，其發生強颱的比例較高。聖嬰現象與侵臺颱風兩者間之關聯性，值得探究。

台灣梅雨變化的調節機制

陳昭銘│國立高雄海洋科技大學通識教育委員會

臺灣於2015年面臨乾旱的威脅，過完農曆新年後，2月起開始進入第二階段限水（用水大戶減量供水），後續2-3月春雨的雨水也不足，缺水情況更加惡化，桃園市與新北市於4月起進入第三階段限水（民生用水供5停2），全民無不期盼5-6月的梅雨季能順利帶來降雨，解決旱象。但是中央氣象局於4月中旬與5月初發佈的預報，推估梅雨高峰可能延後到6月，此預報背後之機制，值得探討。

2014年，熱翻了！

陳昭銘│國立高雄海洋科技大學通識教育委員會

　　2014年全球地表和海面的總平均溫度創下自1880年有觀測紀錄以來最高的一年。臺灣的溫度亦同步創新高，7月與9月的全臺均溫都創下1947年以來的最高溫紀錄。臺北8月份的平均溫度為30.19˚C，亦創下歷史新高紀錄。臺灣氣候變遷科學報告指出，臺灣在過去百年呈現長期增暖趨勢，年均溫在1911-2009年期間，上升了1.4˚C，約為全球年均溫上升量的2倍。

海洋暖化，魚群何去何從？

陳昭銘│國立高雄海洋科技大學通識教育委員會

　　春江水暖鴨先知，季節性氣溫變化會導引水溫變化，那麼溫室氣體增加所造成的大氣暖化，海洋是否也受到影響？若受影響，那海洋中的魚群是否亦知？根據過去分析顯示，全球暖化亦會影響海溫上升，明顯例子如北極融冰。北極的冰為海上浮冰，一般高度僅在數公尺左右，對比於南極大陸上之冰層高達數公里高度，可說相當薄弱。在當前進行中之全球暖化衝擊下，上有大氣溫度上升，下有海水增溫，北極冰層正快速融解，推估於未來20-30年內，北極冰帽將在夏季中完全消失。

奇怪，颱風哪裡去了？

陳昭銘│國立高雄海洋科技大學通識教育委員會

▲颱風一直沒來，令人感到憂心（圖片來源：盧昱瑞攝）