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財團法人海峽交流基金會

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以氣候風險評估與智慧管理降低風險◆文/童慶斌(台灣大學生物環境系統工程學系教授)、林嘉佑(台灣大學生物環境系統工程學系博士後研究員)

  • 更新日期:109-08-16

自然環境支持人類社會發展的同時,自然災害卻也造成人類社會生命與財產的損失。人類文明發展與現代化的工業革命都受到環境的密切影響,在過程中也努力避免暴露在危險區域,並發展適應環境之方法,把損失降到最低。近年來,極端天氣導致嚴重洪災與乾旱接踵而來,災害幅度越來越大,逐漸讓大家瞭解氣候變遷不再是科學議題,而是可能為人類社會帶來嚴重衝擊。因此,如何正確評估未來氣候風險,並做出智慧決策以降低衝擊,成為現階段重要之課題。


現況與未來氣候


台灣近年來的天氣與顯現極端化之現象,可參考前水利署署長楊偉甫先生於 2011年氣候變遷國際研討會之簡報(圖 1)所示。比對 1949年至 2010年台灣年雨量的變化,可發現高年雨量有逐年增加趨勢,且發生時間間隔逐漸縮小;同時,低年雨量有逐年減少趨勢,發生時間間隔亦逐漸縮小,可見雨量極端化與頻率提高之現象。


2001年納莉颱風為台北市帶來累積 425毫米日雨量,造成嚴重淹水,2004年艾莉颱風帶來累積達 800毫米日雨量,造成石門水庫上游大範圍崩坍,河川濁度超過淨水廠能處理範圍,導致桃園地區連續缺水17天,2009年莫拉克颱風更為台灣南部帶來累積最高超過1,300毫米日雨量,導致南部受到嚴重坡地與淹水災害。


圖 2顯示,2014年 5月台中下了一場每小時雨量最高為 90毫米的暴雨;隔一個月,嘉義更下了一場每小時雨量最高為 116毫米的暴雨;2015年 6月台灣大學所在公館地區記錄到一場每小時雨量最高為 131.5毫米的暴雨,然台北市排水設計為處理最高 78.8的時雨量,降雨量遠高於排水能力導致嚴重淹水。2016年 6月桃園發生時雨量 75.5毫米之降雨,遠超過桃園市下水道設計標準 67毫米,導致桃園機場淹水,埔心雨量站更測得相當於 87.5毫米之時雨量。除了台灣,全球各地均有降雨極端化之情況。


人為排放溫室氣體強化了溫室效應,在地表保留更多能量,造成溫度持續上升。圖3 為美國國家海洋與太空總署(National Oceanic and Atmospheric Administration, NOAA)提供之全球溫度變化趨勢,圖中紅色線為與20 世紀全球平均溫度之差值,藍色線則為趨勢線。自1880 年開始全球溫度逐步上升,在2010年左右達到最高溫,這幾年有上升趨緩的現象,主要是受自然氣候變異的影響。圖中藍色線可看到溫度呈現數十年之變化規律,如1880-1910 年溫度略降趨勢;1910-1940 年呈現漸增趨勢;1940-1980年溫度變化又趨緩;1980-2010 年又呈現漸增的趨勢;2010 年後再度溫度變化趨緩。


現階段科學界對於未來長期氣候變化趨勢的推估,主要的方式為運用全球環流模式推估未來氣候的可能影響,藉由假設全球人口、社經與環境的可能情境,推估全球輻射平衡的可能變化,模擬全球氣候系統可能的變化。目前,在聯合國政府間氣候變化專門委員會(Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC)的第 5次評估報告(Fifth Assessment Report, AR5)中,採用「代表濃度途徑(Representative Concentration Pathways, RCPs)」定義 4組未來全球輻射強度變遷的可能情境。依據 AR5報告書對於全球氣候推估的彙整結果,全球平均氣溫於本世紀末將可能較 1986-2005年平均上升 1.0~3.7℃,海平面高度平均可上升達0.4~0.63公尺。


洪水與乾旱


世界各國在過去均因極端降雨事件而導致淹水與乾旱危害,在全球各地均造成嚴重影響。不僅對人類社會的生活與生命帶來威脅,也對產業帶來無法持續生產的風險。以下列舉幾個近年來的災害事件。


2008年中國大陸深圳發生暴雨,寶安站記錄累計降雨量超過 500毫米,深圳市區出現許多淹水事件,近萬家產業被迫停工。2012年 7月 21、22日,北京遭遇最強暴雨,為設站以來最強降雨,造成嚴重生命財產損失。另,2015年 6月,颱風外圍環流帶來暴雨,各處降雨量約為 30.2毫米至 74.2毫米不等,造成昆明多處道路淹積水,一度導致人車受阻、交通中斷,當地政府透過排水公司之防汛隊員、各處閘門調控以及連夜進行搶修,將暴雨衝擊降至最低。


2011年泰國因持續暴雨造成洪水災害,造成數百人死亡,農業與工業生產均受到嚴重影響,當時多家硬碟廠與日本汽車廠亦受衝擊,生產中斷,進而影響全球供應鏈。印尼雅加達在 2016年 2月發生 24小時內降雨 119毫米事件,造成道路中斷、40人被撤離。

再看美洲地區,2016年 7月,加拿大 Saskatchewan省單日降雨 130毫米即造成許多地區道路變成河流、人車受困以及部分區域停電。9月在加拿大 Tecumseh發生 15小時內累積 195毫米之降雨事件,此次降雨量為當地平均月降雨量 89毫米之兩倍;Windsor區林野地降雨量為 156毫米,受到相當嚴重衝擊。Windsor當地救災專線收到的 2,400通電話中有 1,500通和地下室淹水有關。另,極端降雨也影響災後垃圾清理與損害賠償。由於低氣壓移動緩慢,將墨西哥灣的熱帶氣旋濕氣引入,造成 2016年 8月美國 Louisiana與 Mississippi南部區域受到極端降雨衝擊,由 NASA及 JAXA合作之全球降雨量測計畫之衛星資料顯示降雨量為 686毫米,Lake Pontchartrain西側部分地區甚至觀測到 762毫米,造成 4人死亡,2016年 3月以來 Louisiana地區第 2次發生極端降雨事件。


台灣在 2014年 9月,歷時九個月之旱災,於 2015年 5月梅雨鋒面的到來畫下句點。期間造成約 4萬多公頃的一期稻作停灌、工業用水減供 10%,以及部分地區民生用水供五停二。主管機關召開多次抗旱應變會議,並提升至中央災害應變層級,跨部會協商用水調度。


美國加州因為長期高壓壟罩以及高山雪線退移,從 2012年起,持續長達四年乾旱。2013年 9月乾旱情況加劇,2014年 1月發布乾旱應變,透過州政府宣導節約用水,並進行用水轉移。2015年4月加州發布史上第一個限水令,用水減少25%供給,8月為了避免水分蒸發,加州政府在洛杉磯水庫放置 9,600萬顆「遮光球(Shade Balls)」。而乾旱所引發的後續問題包括空氣汙染、野火事件頻繁、農作物產量下降、糧食價格上漲。


中國大陸西南區域遭遇百年大旱,其中以雲南災情最嚴重,2009年雲南降雨量降低,形成高溫少雨的天氣型態,加上西風阻擋南北水氣交換,導致旱象遲遲無法解除。中國大陸政府為因應乾旱,啟動國家級救災計畫,相關部會派出多個工作組赴雲南指導抗旱救災工作、自其他區域調度供水、鑿井尋找水源、興建水利設施及實施人工造雨,並與鄰近國家商討跨境河流水資源使用可能等各種方法多管齊下。


氣候風險系統性管理


氣候變遷可能使天氣更為極端,有必要合理評估氣候風險,並提出適當的調適行動計畫。面對氣候變遷的不確定性,缺少科學的評估與系統分析步驟,擬定出的調適計畫有可能無法確切涵蓋未來氣候變遷引起的風險,或是忽略氣候變遷不確定性而造成過度調適。


為此,科技部氣候變遷調適科技整合研究計畫(TaiCCAT)經由彙整國際間與國內氣候變遷調適步驟,訂定氣候調適6 步驟,詳細說明每一步驟的執行細項、使用資料、工具與產出。提供適合不同領域、部會、地方政府與產業之氣候變遷調適標準流程,可提供已建立調適計畫對象,檢核過去執行調適計畫的遺漏,做為下次修正的參考依據,讓各部會、地方政府與產業界,以相同基準檢核其氣候變遷調適規劃完成度。對於調適計畫規劃執行團隊、委託單位以及利害關係者,也可在擬定調適計畫的過程中具備共同大綱與藍圖依據。

「TaiCCAT 氣候調適6 步驟」如圖4包括:(1.)界定問題與設定目標;(2.)評估與分析現況風險;(3.)評估與分析未來風險;(4.)界定與評估調適選項;(5.)規劃與執行調適路徑;(6.)監測與修正調適路徑。人為活動造成地表與大氣環境的改變,增強環境災害的尺度與頻率,暴雨或連續不降雨是自然危害事件,但不必然造成災害與生命財產損失,因為暴露在危害的生命財產程度不同,其應變能力也不同。印尼雅加達單日降雨119 毫米與加拿大Saskatchewan 省單日降雨130 毫米均產生淹水事件,但此降雨規模在台灣可能不會造成淹水,因為台灣的排水系統已設計能排出更高的日雨量,亦即台灣有較高的調適力。


系統性方法與正確資料為評估氣候風險與提出智慧調適行動方案的重要關鍵。「TaiCCAT 氣候調適6步驟」可提供系統性流程協助建立氣候調適行動方案,也可用於檢核地區氣候風險掌握程度與調適行動的合理性。氣候變遷影響已快速浮現,面對氣候變遷不能單純進行科學問題研究,必須進一步提出適當且具智慧的氣候調適行動方案,才能降低風險。

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