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财团法人海峡交流基金会

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以气候风险评估与智慧管理降低风险◆文/童庆斌(台湾大学生物环境系统工程学系教授)、林嘉佑(台湾大学生物环境系统工程学系博士后研究员)《交流杂志106年2月号第151期(历史资料)》

自然环境支持人类社会发展的同时,自然灾害却也造成人类社会生命与财产的损失。人类文明发展与现代化的工业革命都受到环境的密切影响,在过程中也努力避免暴露在危险区域,并发展适应环境之方法,把损失降到最低。近年来,极端天气导致严重洪灾与干旱接踵而来,灾害幅度越来越大,逐渐让大家了解气候变迁不再是科学议题,而是可能为人类社会带来严重冲击。因此,如何正确评估未来气候风险,并做出智慧决策以降低冲击,成为现阶段重要之课题。


现况与未来气候


台湾近年来的天气与显现极端化之现象,可参考前水利署署长杨伟甫先生于 2011年气候变迁国际研讨会之简报(图 1)所示。比对 1949年至 2010年台湾年雨量的变化,可发现高年雨量有逐年增加趋势,且发生时间间隔逐渐缩小;同时,低年雨量有逐年减少趋势,发生时间间隔亦逐渐缩小,可见雨量极端化与频率提高之现象。


2001年纳莉台风为台北市带来累积 425毫米日雨量,造成严重淹水,2004年艾莉台风带来累积达 800毫米日雨量,造成石门水库上游大范围崩坍,河川浊度超过净水厂能处理范围,导致桃园地区连续缺水17天,2009年莫拉克台风更为台湾南部带来累积最高超过1,300毫米日雨量,导致南部受到严重坡地与淹水灾害。


图 2显示,2014年 5月台中下了一场每小时雨量最高为 90毫米的暴雨;隔一个月,嘉义更下了一场每小时雨量最高为 116毫米的暴雨;2015年 6月台湾大学所在公馆地区记录到一场每小时雨量最高为 131.5毫米的暴雨,然台北市排水设计为处理最高 78.8的时雨量,降雨量远高于排水能力导致严重淹水。2016年 6月桃园发生时雨量 75.5毫米之降雨,远超过桃园市下水道设计标准 67毫米,导致桃园机场淹水,埔心雨量站更测得相当于 87.5毫米之时雨量。除了台湾,全球各地均有降雨极端化之情况。


人为排放温室气体强化了温室效应,在地表保留更多能量,造成温度持续上升。图3 为美国国家海洋与太空总署(National Oceanic and Atmospheric Administration, NOAA)提供之全球温度变化趋势,图中红色线为与20 世纪全球平均温度之差值,蓝色线则为趋势线。自1880 年开始全球温度逐步上升,在2010年左右达到最高温,这几年有上升趋缓的现象,主要是受自然气候变异的影响。图中蓝色线可看到温度呈现数十年之变化规律,如1880-1910 年温度略降趋势;1910-1940 年呈现渐增趋势;1940-1980年温度变化又趋缓;1980-2010 年又呈现渐增的趋势;2010 年后再度温度变化趋缓。


现阶段科学界对于未来长期气候变化趋势的推估,主要的方式为运用全球环流模式推估未来气候的可能影响,借由假设全球人口、社经与环境的可能情境,推估全球辐射平衡的可能变化,模拟全球气候系统可能的变化。目前,在联合国政府间气候变化专门委员会(Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC)的第 5次评估报告(Fifth Assessment Report, AR5)中,采用「代表浓度途径(Representative Concentration Pathways, RCPs)」定义 4组未来全球辐射强度变迁的可能情境。依据 AR5报告书对于全球气候推估的汇整结果,全球平均气温于本世纪末将可能较 1986-2005年平均上升 1.0~3.7℃,海平面高度平均可上升达0.4~0.63公尺。


洪水与干旱


世界各国在过去均因极端降雨事件而导致淹水与干旱危害,在全球各地均造成严重影响。不仅对人类社会的生活与生命带来威胁,也对产业带来无法持续生产的风险。以下列举几个近年来的灾害事件。


2008年中国大陆深圳发生暴雨,宝安站记录累计降雨量超过 500毫米,深圳市区出现许多淹水事件,近万家产业被迫停工。2012年 7月 21、22日,北京遭遇最强暴雨,为设站以来最强降雨,造成严重生命财产损失。另,2015年 6月,台风外围环流带来暴雨,各处降雨量约为 30.2毫米至 74.2毫米不等,造成昆明多处道路淹积水,一度导致人车受阻、交通中断,当地政府透过排水公司之防汛队员、各处闸门调控以及连夜进行抢修,将暴雨冲击降至最低。


2011年泰国因持续暴雨造成洪水灾害,造成数百人死亡,农业与工业生产均受到严重影响,当时多家硬碟厂与日本汽车厂亦受冲击,生产中断,进而影响全球供应链。印尼雅加达在 2016年 2月发生 24小时内降雨 119毫米事件,造成道路中断、40人被撤离。

再看美洲地区,2016年 7月,加拿大 Saskatchewan省单日降雨 130毫米即造成许多地区道路变成河流、人车受困以及部分区域停电。9月在加拿大 Tecumseh发生 15小时内累积 195毫米之降雨事件,此次降雨量为当地平均月降雨量 89毫米之两倍;Windsor区林野地降雨量为 156毫米,受到相当严重冲击。Windsor当地救灾专线收到的 2,400通电话中有 1,500通和地下室淹水有关。另,极端降雨也影响灾后垃圾清理与损害赔偿。由于低气压移动缓慢,将墨西哥湾的热带气旋湿气引入,造成 2016年 8月美国 Louisiana与 Mississippi南部区域受到极端降雨冲击,由 NASA及 JAXA合作之全球降雨量测计画之卫星资料显示降雨量为 686毫米,Lake Pontchartrain西侧部分地区甚至观测到 762毫米,造成 4人死亡,2016年 3月以来 Louisiana地区第 2次发生极端降雨事件。


台湾在 2014年 9月,历时九个月之旱灾,于 2015年 5月梅雨锋面的到来画下句点。期间造成约 4万多公顷的一期稻作停灌、工业用水减供 10%,以及部分地区民生用水供五停二。主管机关召开多次抗旱应变会议,并提升至中央灾害应变层级,跨部会协商用水调度。


美国加州因为长期高压垄罩以及高山雪线退移,从 2012年起,持续长达四年干旱。2013年 9月干旱情况加剧,2014年 1月发布干旱应变,透过州政府宣导节约用水,并进行用水转移。2015年4月加州发布史上第一个限水令,用水减少25%供给,8月为了避免水分蒸发,加州政府在洛杉矶水库放置 9,600万颗「遮光球(Shade Balls)」。而干旱所引发的后续问题包括空气污染、野火事件频繁、农作物产量下降、粮食价格上涨。


中国大陆西南区域遭遇百年大旱,其中以云南灾情最严重,2009年云南降雨量降低,形成高温少雨的天气型态,加上西风阻挡南北水气交换,导致旱象迟迟无法解除。中国大陆政府为因应干旱,启动国家级救灾计划,相关部会派出多个工作组赴云南指导抗旱救灾工作、自其他区域调度供水、凿井寻找水源、兴建水利设施及实施人工造雨,并与邻近国家商讨跨境河流水资源使用可能等各种方法多管齐下。


气候风险系统性管理


气候变迁可能使天气更为极端,有必要合理评估气候风险,并提出适当的调适行动计划。面对气候变迁的不确定性,缺少科学的评估与系统分析步骤,拟定出的调适计画有可能无法确切涵盖未来气候变迁引起的风险,或是忽略气候变迁不确定性而造成过度调适。


为此,科技部气候变迁调适科技整合研究计划(TaiCCAT)经由汇整国际间与国内气候变迁调适步骤,订定气候调适6 步骤,详细说明每一步骤的执行细项、使用资料、工具与产出。提供适合不同领域、部会、地方政府与产业之气候变迁调适标准流程,可提供已建立调适计划对象,检核过去执行调适计画的遗漏,做为下次修正的参考依据,让各部会、地方政府与产业界,以相同基准检核其气候变迁调适规划完成度。对于调适计画规划执行团队、委托单位以及利害关系者,也可在拟定调适计画的过程中具备共同大纲与蓝图依据。

「TaiCCAT 气候调适6 步骤」如图4包括:(1.)界定问题与设定目标;(2.)评估与分析现况风险;(3.)评估与分析未来风险;(4.)界定与评估调适选项;(5.)规划与执行调适路径;(6.)监测与修正调适路径。人为活动造成地表与大气环境的改变,增强环境灾害的尺度与频率,暴雨或连续不降雨是自然危害事件,但不必然造成灾害与生命财产损失,因为暴露在危害的生命财产程度不同,其应变能力也不同。印尼雅加达单日降雨119 毫米与加拿大Saskatchewan 省单日降雨130 毫米均产生淹水事件,但此降雨规模在台湾可能不会造成淹水,因为台湾的排水系统已设计能排出更高的日雨量,亦即台湾有较高的调适力。


系统性方法与正确资料为评估气候风险与提出智慧调适行动方案的重要关键。「TaiCCAT 气候调适6步骤」可提供系统性流程协助建立气候调适行动方案,也可用于检核地区气候风险掌握程度与调适行动的合理性。气候变迁影响已快速浮现,面对气候变迁不能单纯进行科学问题研究,必须进一步提出适当且具智慧的气候调适行动方案,才能降低风险。

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