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解讀聯合國最新氣候變遷報告(3)《物理科學基礎》重點摘譯:預測未來

編按:本文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,以兩篇介紹,本文為下篇,內容主要著重在預測,包括未來的氣溫、水循環、空氣品質、海洋、冰凍圈、海平面、碳與生物地球化學循環等;並探討氣候穩定性、行動的承諾等:

大太陽

未來氣溫

●世紀末升溫至少超過1.5℃:依科學界列出的四種輻射驅動力的增溫情境,科學界有66%以上的信心指出,除了輻射驅動力為2.6 Wm-2的增溫情境外,地表平均溫度相較19世紀下半葉,升溫都將超過1.5°C。對於輻射驅動力在6.0 Wm-2和8.5 Wm-2的增溫情境下,全球增溫可能超過2°C,同時在2100年之後,除非走上輻射驅動力2.6 Wm-2增溫情境的道路,暖化的現象仍將持續(p.15)。

●2035年前最高可能升溫0.7℃:科學界有66%以上的信心指出,2016~2035年期間全球平均氣溫相較於20世紀末1986-2005年,全球增溫可能在0.3°C至0.7°C(p.15)。

●世紀末最高可能升溫4.8℃:科學界有66%以上的信心指出,本世紀末(2081~2100年)地表平均溫度相較於20世紀末,在輻射驅動力為2.6 Wm-2的增溫情境時,溫度上升約0.3~1.7°C,增溫情境4.5 Wm-2時介於1.1~2.6℃,在增溫情境6.0 Wm-2的情境下將達1.4~3.1℃,在增溫情境8.5 Wm-2的情境下高達2.6~4.8℃。同時北極區域暖化的速率會比全球平均的速率快,陸地增溫的速度也會比海洋變暖的速度快(p.15)。

●熱浪發生頻率將更加頻繁:當地表均溫上升,幾乎確定大多數地方會在平日與季節性的時間尺度下,將出現更多高溫日數和更少的酷寒日數。科學界有90%以上的信心指出,熱浪發生的頻率將增加且持續時間拉長,但是偶發性的冷冬仍會發生(p.15)

未來水循環

●潮濕地區降雨量將會增加:科學界有66%以上的信心認為,本世紀末在輻射驅動力8.5 Wm-2的增溫情境下,高緯度地區和熱帶太平洋區域的年降雨量將會增加;許多中緯度的潮濕地區,平均降雨也將增加。但在中緯度乾燥地區與副熱帶的乾燥地區,平均降雨將減少(p.16)。

●極端降雨將更頻繁與劇烈:科學家有90%以上信心認為,在暖化的趨勢下,於本世紀末大部分中緯度陸地區域與熱帶區域的濕區,極端降雨事件將非常可能更劇烈並更頻繁(p.16)。

●季風季節將延長:以全球尺度而言,到本世紀末受到季風系統影響的區域可能會增加,季風強度可能會減弱,但是季風降雨可能更加劇烈。季風開始時間可能會提早或不變,但因為季風結束的時間可能延遲,故造成季風季節的延長(p.16)。

●聖嬰現象發生時,部份區域降雨將增加:科學家有高度信心認為,聖嬰現象仍將是本世紀影響熱帶太平洋年際變化最重要的因子。科學家有66%以上的信心,認為由於水氣的增加,聖嬰現象造成的降雨在部分區域將可能增強(p.16)。

未來空氣品質

●地表臭氧的濃度將因地升溫而增加:科學界有高度信心認為,地表增溫會使近地表的臭氧減少。在輻射驅動力8.5 Wm-2的增溫情境下,甲烷濃度的增加將使得地表臭氧增加的幅度,大於因增溫減少的幅度,到2100年臭氧的濃度會比其他情境的模擬增加25%(p.16)。

●PM2.5濃度也將增加:在所有其他條件相同下,高污染地區的地面氣溫偏暖時,將會增加地面臭氧和PM2.5的濃度(p.16)。

未來的海洋

●世紀末表層海水最高將升溫2.0℃:表面海水溫度增暖最明顯的地區位於熱帶和北半球副熱帶地區的海洋,但較深海水溫度增暖最明顯的區域是在南半球的海域。到本世紀末,在輻射驅動力2.6 Wm-2的增溫情境下,上層100公尺深的海洋增溫介最少是0.6℃,升溫最高則是在輻射驅動力8.5 Wm-2增溫情境的2.0℃;在1000公尺左右的海水溫度增幅則介於0.3℃至0.6℃(p.17)。

●世紀末大西洋經向翻轉環流最高將減弱54%:科學家有90%以上的信心認為,在本世紀大西洋經向翻轉環流(AMOC,目前大西洋主要的洋流之一)非常可能會減弱,減弱的幅度最少是輻射驅動力2.6 Wm-2增溫情境下的1%,最多是輻射驅動力8.5 Wm-2增溫情境的54%。由於AMOC本身內部動力特性,約在2050年AMOC會減弱,某些年代時又會增強。科學家有90%以上的信心認為,在21世紀AMOC將不會有突然的改變或是崩解,然而若在持續較大的暖化趨勢下,仍不排除AMOC仍會有瓦解的可能(p.17)。

未來的冰凍圈

●北極海夏冰最多將減少94%:科學家有中度的信心,到本世紀末9月的北極海冰面積,在輻射驅動力2.6 Wm-2和8.5 Wm-2的增溫情境下,最少會減少43%,最多可達94%。二月的北極海冰面積,最少會減少8%,最多則可達到34%(p.17)。

●北極夏天的海冰最快在本世紀中消失:依據部分對目前北極海冰覆蓋面積模擬最接近的模式來評估在輻射驅動力8.5 Wm-2的增溫情境下,九月無冰的北極將可能在2050年前出現。

●南極海冰可能減少:在暖化趨勢下,南極海冰面積和體積在21世紀,科學界僅有低度信心認為會減少(p.17)。

●全球冰河最多將減少85%:科學界有中度信心,到本世紀末在輻射驅動力2.6 Wm-2和8.5 Wm-2的增溫情境下,全球包括南極洲的冰河,最少是減少15%,最多可達85%(p.17)。

●北半球春雪面積將減25%:到本世紀末北半球春雪覆蓋面積平均而言,在輻射驅動力2.6 Wm-2和8.5 Wm-2的增溫情境下,最少將減少7%,最多可達25%(p.17)。

●永凍土面積將大幅減少:科學界有99%以上的信心認為,當地表溫度持續升高時,世紀末北半球高緯度地區的近地面(約3.5公尺)永凍土面積,將較上個世紀末將再最少減少37%,最多可達81%(p.17)。

coastal海平面預測

●世紀末海平面最高將上升0.98公尺:科學家有66%以上的信心認為,與1986至2005年相比,2081至2100年海平面最高將上升0.82公尺。2100年年在輻射驅動力8.5 Wm-2的增溫情境下,科學界有中等信心認為,海平面將上升約0.52至0.98公尺(p.18)。

●海平面上升主因為熱膨脹:在所有的增溫情境下,海平面上升主因是受海水熱膨脹影響,約佔30%至55%,冰川融化約佔15%至35%。科學家有極高的信心指出,格陵蘭的降雪已不足以補充冰層的融解。但在中等可信度下,格陵蘭與南極洲兩者陸冰的融冰相加,到本世紀末將使海平面上升0.03~0.20公尺(p.18)。

碳和生物地球化學循環的預測

●陸域固碳作用恐減弱:科學家有高度的信心認為,海洋到本世紀末仍將持續固碳,但陸地的固碳能力則尚不確定。有部分模式指出因受暖化影響,加上地表利用改變,將使得陸地固碳作用減弱(p.19)。

●碳匯恐將被抵銷:根據地球氣候系統的模擬結果,科學界有高度信心認為,氣候變化將部分抵消陸地和海洋碳匯機制,而導致人為排放的二氧化碳會存留在大氣中(p.19)。

●海水酸度可能將低於pH8:到2100年最保守的預測,海水pH值將減少0.06;而嚴峻的升溫情境下,海水pH值將減少0.32。

●人類排碳仍將持續增長:預測自2012~2100年,四個情境下全球累積排放的二氧化碳,依15種地球系統預測模式,最少是排放1,400億噸碳,最多高達1兆9億100噸碳(p.19)。

●世紀末若要控制升溫1.5℃內,排碳趨近零:若要限縮地球暖化的幅度,只能以輻射驅動力2.6 Wm-2增溫情境下進行,則到2050年每年的二氧化碳排放量,將要比1990年的排放量少了約14%至96。依此情境到了21世紀末,一半模式推論是全人類排碳量將接近於零,另一半模式則推論須移除大氣已存在的二氧化碳(p.19)。

●永凍土解凍最終將釋出最高250億噸碳:在輻射驅動力8.5 Wm-2的增溫情境下,因永凍土的解凍而釋放出的二氧化碳或是甲烷,科學界有低度信心認為在21世紀末將達50至250億噸碳。

氣候的穩定性、氣候變化的承諾和不可逆

●升溫若要控制2℃,到世紀末排碳不能突破一兆噸:地表氣溫增暖的速率,基本上和大氣中累積的二氧化碳排放量成正比,因此須將所有人為溫室氣體的累積排放量控制在一兆噸碳以內,才有大於66%的機率,將世紀末的升溫,相較於1861~1880的均溫,控制在2°C以下,若考量到其他非二氧化碳造成的成溫,則至少要將排放量減至8,000噸碳。然而至2011年,人類已排放5310億噸碳,要達到控溫目標愈來愈渺茫(p.20)。

●二氧化碳將在大氣中停留近千年:

因二氧化碳排放增加所導致的大部分人為的氣候變化,在百年至千年的時間尺度上是不可逆的。同時,依不同的情境有將近15%至40%的二氧化碳排放量會存留在大氣中超過1000年之久。

若以輻射驅動力2.6 Wm-2的增情境來看,科學界有99%信心水準相信,海平面高度在2100後還是會隨著全球增溫繼續上升;預計到2300年,若大氣中的二氧化碳濃度來到500ppm時,海平面高度比工業革命前高不到1公尺;然而在輻射驅動力8.5 Wm-2的增溫情境下,屆時二氧化碳濃度介於700~1500ppm間,科學界有中度信心認為海平面將上升1公尺至超過3公尺。

格陵蘭。陳維滄攝。●格陵蘭冰原會融解,但可能是千年以後:

全球大規模的冰原質量減少,並可能造成更高的海平面上升,部分冰原減少已成為不可逆的過程。科學界有高度信心認為,當地表升溫超過某一臨界值的增暖幅度時,在千年或更長的時間內,格林蘭冰原有可能全部融解,到時將導致海平面上升超過7公尺。目前推估臨界值相較於工業革命前約高於1°C(低度信心) ,但是小於4°C(中度信心) 。

●有科學家支持以地球工程解決當前危機:

碳移除(carbon dioxide removal,CDR)是因應氣候變遷地球工程之一,但此方法在全球尺度上,仍有其生物地球化學及技術上的極限。

●太陽輻射管理(Solar Radiation Management,SRM):此方法有可能大大地抵消全球氣溫上升,卻也會改變地球的水循環,但此方法並無法補償海洋酸化的情況。(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2日環境資訊中心報導】