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解讀聯合國最新氣候變遷報告(2)《物理科學基礎》重點摘譯

編按:本篇由台達電子文教基金會所翻譯整理、IPCC第一工作組(WGI)9月27日公布的《Summary for Policymakers》(決策者摘要)內容,分兩篇介紹。本文為上篇,內容主要著重在現況分析,包括大氣、海洋、冰凍圈、海平面高度觀測資料統整,以及碳與其他生物地球化學、氣候變遷偵測和歸因等方面的研究重點:

陳維滄攝

大氣觀測資料

●地表持續升溫:陸域與海域的平均溫度在1880~2012年間,合計已升溫0.85℃(p.3)。

●自然系統正作調節:整體來說已觀察到的長期氣候趨勢走向是升溫,但受到自然系統本身的調節,年年的溫度紀錄不見得會立即反應長期趨勢。如1998~2012年這十五年間,地表平均以十年升溫0.05℃的趨勢在上升,較1951年以來每十年平均升溫0.12℃為少(p.3);但若剔除1998強烈聖嬰現象帶來的高溫影響,1995~2009間每十年的升溫趨勢是0.13℃、1996~2010為0.14℃、1997~2011為0.07℃。(p.3註5)

●20世紀升溫橫跨全球:雖然在中世紀暖期(AD950~1250)部份陸域的溫度與20世紀末一樣高,但僅限於區域性升溫,並未像20世紀末一樣是跨地域全球性的升溫(p.4)

●部份區域降雨量已在增加:在北半球中緯度陸地的降雨量,自1901年以來已經在增加。(p.4)

●極端氣候亦發頻繁:極端天氣和氣候事件自1950年以來已有變化,在全球範疇內,科學界有90%以上的信心認為,已觀察到日夜較寒冷的天數正在減少,而日夜較溫暖的天數則正在增加。科學界也有66%以上的信心認為,熱浪發生的頻率正在歐洲、亞洲及澳洲地區增加;並且在北美及歐洲出現更頻繁,或是更劇烈的降雨事件。(p.4)

海洋觀測資料

●表層海水持續升溫:海平面至水深75公尺之間的表層海水的升溫速度,1971~2010年期間每十年升溫0.11℃(p.4)。

●深層海水亦在升溫:水深3000公尺以下直到海床的海溫,在1992~2005這段期間亦在升溫,深層海水溫度上升最多的地區是在南極海(p.5)。

●90%新增的氣候系統能量儲存在變熱的海洋:依據1971~2010年間完善的採樣,超過60%氣候系統所增加的能量被儲存在0~700公尺的表層海水中,30%儲存於700公尺以下的海洋。表層海水的熱含量(heat content)正在增加,科學界有66%以上的信心指出,從線性趨勢估計1971~2010年增加了17x1022焦耳(p.5);每年的輻射增溫1Wm-2,海水的熱含量約增加1.1x1022焦耳(p.5註7)。

●海洋的蒸散量正在增加:區域性的海洋鹽度,自1950年代以來正在增加,提供了間接證據說明海洋的蒸散遠大於降雨量(p.5)。

陳維滄攝冰凍圈觀測

●全球冰河退縮速度增加:在1971~2009年間,冰河每年消退的速率為2260億噸冰,但在1993~2009年,每年消退速率增為2750億噸冰(p.5)。

●格陵蘭冰原融解亦加速:在格陵蘭冰原的平均融速從1992-2001年每年340億噸,在2002~2011年已增為每年2150億噸(p.5)。

●南極洲冰原融解同樣加速:南極大陸的冰原平均融速從1992~2001年的每年300億噸冰,到2002-2011年的每年1470億噸。這些融冰主要發生於南極洲半島北部和南極洲西邊的阿蒙森海(p.5)。

●北極海冰面積快速變小:在1979~2012年間,北極海冰範圍正以每十年3.5-4.1%的速度減少(相當於每十年減少45~51萬平方公里海冰面積)。到了夏季,長年未融的海冰面積也以每十年9.4~13.6%的速度減少(相當於每十年減少73~107萬平方公里海冰面積)。科學家有中度信心認為,過去三十年來北極夏冰消融與海水溫度上升,至少在1450年以來均屬異常(p.6)。

●南極海冰面積反而在增加:科學界有90%以上的信心認為,在1979-2012年期間,南極海冰範圍非常可能以平均每十年1.2~1.8%的速度增加(相當於每十年增加13-20萬平方公里海冰面積)(p.6)。

●北半球白雪覆蓋區域減少:1967-2012年間北半球3~4月間春冰的白雪覆蓋面積,也正以每十年1.6%速度減少;6月的夏減少速度則為每十年11.7%(p.6)。

●永凍土層迅速升溫:自1980年代初期以來,大多區域的永凍土層溫度都增加,例如阿拉斯加北部在1980年代初期至2000年代中期已增溫3℃,俄羅斯北部在1971~2010年已增溫2℃。其中科學家具有中度信心,在俄羅斯北部永凍層的厚度及面積都在1975~2005年間都有減少趨勢(p.6)。

海平面高度

●海平面持續上升:上世紀到本世紀初海平面已上升19公分,在1901~2010年期間平均海平面平均以每年1.7公厘的速度上升,1993~2010年之後均速增為3.2公厘。科學界有66%以上信心認為,在1920~1950海平面上升速度與過去二十年差不多(p.6)。

●海平面上升與海洋升溫膨脹及冰原融解有關:自1970年代以來,有75%的海平面上升原因,可歸因於海洋受熱膨脹與冰原融解,在1993~2010年上述原因促使海平面平均每年上升2.8公厘(p.7)。

●海平面曾比今日高五米:科學家有高度信心認為,在上次間冰期(距今129,000至116,000年前),海平面比現今高5~10公尺,當時溫度至少比現在均溫高2℃。在上次間冰期時,格陵蘭冰層的融解,也曾經造成海平面上升1.4~4.3公尺,科學界有高度的信心認為,當時的溫度至少比今日高於2℃(p.7)。

碳與其他生物地球化學

●目前大氣中的溫室氣體濃度在過往80萬年是史無前例的:自1750年以來二氧化碳、甲烷、氧化亞氮的濃度皆有增加。2011年二氧化碳、甲烷、氧化亞氮的濃度超出工業時代前分別為40%、150%、20%;與冰蕊中的空氣成份相比,溫室氣體濃度至少在過去80萬年來,還未曾達到如此高(p.7)。

●燃燒化石燃料是溫室氣體增加主因:在2002~2011年間,燃燒化石燃料與生產水泥每年增加83億噸的碳;其中2011年增加排放了95億噸的碳,比1990年全球排放量還要多54%。同一時間內砍伐森林和土地使用變化,則預估每年增加9億噸的碳。以總量而言,在1750~2011年間,燃燒化石燃料與生產水泥貢獻了3,650億噸碳,砍伐森林和土地使用變化則預估釋放1,800億噸碳,總計共5,450億噸碳(p.7)。

●海洋吸收30%的二氧化碳:在已排放的溫室氣體裏,其中有2,400億噸碳仍存在大氣中,1,550噸存於海水,1,500噸累積在自然生態系統中(p.8)。

●海洋持續酸化:海水吸收二氧化碳後,酸鹼度值(pH值)逐漸改變。自工業時代開始海水酸鹼值已經減少0.1,相對的氫離子濃度增加了26%(p.8)。

氣候變遷成因

●人為造成的輻射驅動力增加中:相較於1750年,2011年所有人為造成的輻射驅動力 (Radiative Forcing,RF)為2.29 Wm-2,並且自1970年以來成長更為迅速。2011年輻射驅動力較第四次評估報告(AR4)時推估的輻射驅動力高43%。其中二氧化碳的輻射驅動力為1.82 Wm-2,甲烷為0.97 Wm-2、與臭氧層破洞相關的鹵化碳則為0.18 Wm-2。

●除黑碳外的氣膠輻射驅動力為負值:整體的氣膠(aerosols,空氣中的懸浮微粒)將減緩暖化,其輻射驅動力-0.9Wm-2為負值,有冷卻效果。而黑碳(black carbon)也屬於氣膠,但因其可吸收太陽輻射,因此輻射驅動力為正值,會增加暖化效應。科學家有高度信心認為,氣膠及其與雲交互作用可抵銷溫室氣體的輻射驅動力。

●火山噴發將造成短期升溫:火山噴發等產生的氣膠將在爆發後的數年內,持續對氣候有大幅度影響。2008~2011年數起小規模的火山爆發,輻射驅動力約為-0.11Wm-2,是1999~2002年氣膠所造成輻射驅動力的兩倍。

●太陽照度改變造成的輻射驅動力影響不大:太陽照度改變造成的輻射驅動力約為0.05 Wm-2,在1978~2011年利用衛星觀測到的資料,上一次的太陽安靜期的輻射驅動力為-0.04 Wm-2。

對氣候系統的了解與研究

●每排放一兆噸將升溫0.8℃-2.5℃:科學界有66%以上的信心指出,大氣中每累積一兆噸的碳,地球將升溫 0.8℃~2.5℃。

●人類活動是造成當前地球暖化的主因:科學界有95%以上的信心,認為在1950年~2010年在地球上所觀察到過半的暖化現象,是因人類活動排放的溫室氣體所造成。

●宇宙射線變化與氣候相關性低:科學界有高度信心,在1986~2008年間太陽照度的改變,對地表升溫的影響不大;但科學界有中度信心,太陽十一年周期性的變化,確有影響部份區域的溫度。在宇宙射線方面,亦沒有確切的觀測資料能證實其與氣候相關(p.14)。(系列報導,未完待續)。

※ 本文為IPCC 第一工作組(WGI)針對其第五版(AR5)報告提供的《決策者摘要》,節選翻譯由台達電子文教基金會提供(分上、下兩篇刊出)。

※ IPCC氣候變遷第五次評估報告第一冊《氣候變遷2013:物理科學基礎》(Climate Change 2013: The Physical Science Basis)已於9月30日開放下載 http://www.ipcc.ch/report/ar5/wg1/

【轉載自2013年10月1日環境資訊中心報導】