研究計畫

氣候變遷研究聯盟總計劃下共有三個子計畫

背景說明及目的

地球氣候不斷的變化,呈現多重時間尺度的特性。過去一百多年的地球氣候除了有長達百年的暖化趨勢,亦呈現明顯的年代際與年際變化,是多重尺度現象的組合。根據2007 年公布的IPCC 第四次評估報告 (IPCC 2007),過去150 年全球平均氣溫上升速率為0.045℃(10yrs)-1,過去100 年為0.074℃(10yrs)-1,過去50 年為0.128℃(10yrs)-1,最近30 年則為0.177℃(10yrs)-1。該報告因此認為全球暖化有逐漸加速的跡象,並且認為為溫室氣體的過度排放是近半世紀來全球暖化的主要因素。然而,全球平均氣溫並非直線上升,而是呈現上下振盪的緩慢上升趨勢。Wu et al. (2007) 認為可能是一個數十年週期振盪與拋物線式上升趨勢的組合 (稱為多年代趨勢),而不是暖化逐漸加速 。此一上下振盪的溫度上升現象,到底是導因於屬於地球系統自然變異的年代/年代際振盪,或者是人為暖化與這些自然振盪互相作用的結果,是一個相當值得探討的問題。
其他相關的變化如海平面的上升和海冰的融化也都被觀測到,其中海平面在1961 年至2003 年間大約上升了77mm。至於降水和極端事件如颱風的改變,因為有著極高的不確定性,對於其變遷趨勢並無一致性的結論。在後IPCC 第四次評估報告時期 (2007 年以後),對於全球水循環有了更多的研究,一般而言,全球總降水量在增加,但增加的速率仍有爭議。強降水的強度和頻率也有逐漸增加的趨勢,而且趨於兩極化,即雨季越濕、乾季越乾,但這些變化會隨著地區的改變而有所不同。至於颱風的變化,不確定性仍然非常高。
臺灣位於亞洲季風區中,氣候及天氣主要受到東亞季風和西北太平洋季風的影響。本章的目的在彙整東亞/西北太平洋季風區過去的年代/年代際變化及長期趨勢,以了解臺灣所在的背景區域氣候變遷的特性。根據國科會出版的「台灣氣候變遷科學報告」(許等),東亞季風的變遷重點如下:
  • 近50 年來 (約1950 年代之後),東亞夏季季風呈減弱趨勢。有些研究認爲東亞夏季季風並未減弱,只是夏季的雨帶向南移了。有些研究認為亞洲季風的改變是伴隨著1976/1977 年的氣候遷移而發生的,而且與聖嬰在這期間的變化有密切的關聯。
  • 不論過去一百多年 (1873~1995) 來或是較近期的五十多年來 (約1950 年代之後),東亞冬季季風均呈減弱趨勢。
  • 在現有具有觀測資料的分析時期中,年熱帶氣旋生成個數具有顯著年代際變異,但長期線性趨勢不顯著。造成這些變異的原因是人為亦或氣候的自然變異無法確認。
  • 在強度的長期趨勢方面,就如何詮釋近期 (特別是1970 年以後) 西北太平洋強烈熱帶氣旋個數的增加,目前無一致共識。有些研究認為該趨勢反應了全球暖化的影響;持反對意見者中,有些認為資料的長期一致性堪慮,無法就是否有顯著增加趨勢的現象下結論;另外有些研究認為該現象只是長週期多年代變異中的一部分,並非長期線性趨勢。
  • 過去五、六十年 (約1950 年代之後) 熱帶氣旋的路徑有兩次突然的遷移,約在1976/1977 年及1998 年左右,均較太平洋年代振盪的兩次氣候遷移(regime shift) 延遲約兩年;路徑變異是否有顯著的線性趨勢則還不清楚。
  • 最近百年 (1902~2005) 登陸菲律賓及近六十年來 (1945~2004) 登陸東亞沿海各區域的熱帶氣旋個數無顯著線性趨勢。
  • 東亞地區的陸地或海面上都有顯著的暖化趨勢。自1948 年以來,東亞陸地上如中國北方及東部均呈現顯著的增溫;在海面上,副熱帶西太平洋全部呈現增暖趨勢。東亞平均降雨的長期趨勢,具有區域性的差異,不過大多數地區的趨勢不顯著。
 
IPCC 將於2013 年出版第五次評估報告,負責進行氣候模擬與推估的CMIP5(Coupled Model Intercomparison Project, Taylor et al. 2011)已經開始收集世界各大中心完成的模擬結果,氣候模擬與推估實驗的種類與數量相當多(圖5.1 與圖5.2),總量相當於一萬多年的資料。
 

研究方法、進行步驟及執行進度

本計劃將選擇圖5.1 與圖5.2 中的項目1-3 與7 的模擬與推估實驗結果,診斷分析模式模擬過去氣候的能力、藉由不同實驗結果比對研判造成過去氣候變遷的可能原因、研判東亞地區可能的未來氣候變遷。除了自行診斷分析,也將彙整相關研究論文結果與即將於2013 年出版的IPCC 第五次報告內容。本研究將針對前述研究項目,採取滾動式研究,不特別分年執行。
5.1
圖5.1 CMIP5 近未來氣候變遷的實驗設計。
 

5.2
圖5.2 CMIP5 遠未來氣候變遷的實驗設計。

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