全球暖化下的挑戰:全球暖化與極端高溫的頻率有什麼關聯?極端高溫頻率增加會發生什麼事?

2024-10-08
知識/名詞 #氣候變遷 #極端高溫 #熱浪

隨著全球暖化穩步持續,其影響也日益明顯,例如極端高溫事件的頻率正在顯著增加。相較於平均溫度的增加緩慢、幽微且不容易察覺,這些「極端值」往往才是最深刻影響人類生活的部分,也對自然環境、經濟體系和社會結構帶來深遠的影響。

理論上氣候變遷下的氣溫分佈趨勢:曲線向高溫偏移

那麼,全球暖化下為何極端事件發生的頻率也會跟著增加呢?統計學中的「常態分佈」可以簡單地說明這個關聯。不論是全球氣溫的分佈,或是世界上同一個地方長年的氣溫分佈,他們通常都很接近常態分佈曲線;也就是說,極端高溫和極端低溫比較少出現,中間值出現的機會比較高,因此畫成機率分佈圖(註 1)時,就會形成兩側低、中間高的鐘型分佈。這樣的分佈特性,曲線的最高點(峰點)通常是平均值的位置,而曲線的「胖瘦(寬窄)」,則代表這個分佈的「變異(Variability)」,也就是樣本數值變化的幅度。

若以全校學生的身高為例,假設非常高和非常矮的人數很少,大部分的人都比較接近中間值,那麼身高對人數畫出來的分佈也是接近常態分佈。曲線的高點,代表全班的平均身高,而曲線的寬窄,則能顯示班上同學身高的差異幅度,曲線越寬,代表身高隨不同人的變化(變異)大。

隨著全球暖化加劇,全球氣溫的常態分佈曲線會漸往高溫方向(右側)偏移,此時曲線的高峰往右移,代表平均全球氣溫增加。而在原來曲線中發生頻率極少的極端高溫(也就是原曲線的最右側),在曲線偏移後,發生的頻率將大幅增增加,這就意味著極端高溫事件的發生頻率也會提高。

實際的數據

如果我們比較 1951 年至 1980 年的氣溫數據與 1981 年至 2010 年的數據,可以發現全球氣溫的分佈曲線明顯往右移動,顯示出極端高溫事件發生的機率確實增加了。

這一趨勢也反映在臺灣的觀測紀錄上。以臺北夏季為例,早期氣候(1960 年至 1990 年)和近期氣候(2006 年至 2017 年)的氣溫常態分佈在相互比較之後,近期的氣溫曲線已經明顯向右側偏移,平均增溫達到 1℃ 左右。

熱浪的多重衝擊

那麼極端高溫事件越來越頻繁,會造成什麼後果呢?

自然環境的生態浩劫

全球暖化引發的極端高溫事件不僅僅是氣溫上升的問題,對自然環境的衝擊尤為嚴重。持續的高溫現象正在破壞許多生物的生存條件,特別是對環境敏感的物種。高溫導致的生態變遷可能會使這些對環境較敏感物種的棲息地範圍縮小,甚至導致牠們滅絕。此外,外來物種的入侵也可能因氣候變遷而加劇,進一步破壞當地的生態平衡。

生態系統的變化還會對農漁牧等產業產生深遠影響。由於許多農作物和漁業資源對於氣溫的變化十分敏感,全球暖化可能會導致作物減產、漁獲量下降,進而影響全球的糧食供應。這樣的變化不僅會對地方經濟產生衝擊,甚至可能引發全球性的糧食危機。

糧食危機的潛在威脅

氣候變遷對農業生產的影響尤其顯著。根據 IPCC 2019 年的報告(註 2),全球暖化導致主要糧食作物(如玉米、小麥和大豆)的產量大幅下降。如果氣候持續暖化,到了 21 世紀中葉,這些作物的產量可能會減少 5% 到 30%。此外,美國國家航空暨太空總署(NASA)在 2021 年的一項研究指出,到 2030 年,玉米的產量可能會下降 24%(註 3)

糧食危機亦可能導致國際間的衝突加劇。由於糧食產量減少,食物價格勢必上升,進一步加劇世界貧、富國家的不平等,甚至可能進一步加劇國際間的政治緊張,成為國際衝突的潛在根源。

經濟衝擊與外部成本

氣溫升高對自然環境造成的影響,會導致農業、漁業和畜牧業的產量減少,這些產業的動盪會進一步影響到整個供應鏈的穩定性。此外,氣候變遷引發的自然災害如洪水、乾旱等,還會增加災後重建和應急援助的成本。這些上升的外部成本都會對各個國家的經濟發展造成負擔。

許多國家(包含我國)已經開始推動淨零碳排政策,是一項跨世代、跨領域、跨國際的轉型工程。而推行這些政策需要投入大量資金,本身就會同時改變現有的經濟結構。從政府、企業到個人,整個社會為了因應氣候變遷而付出的經濟代價正在逐步增加。

健康危害

高溫事件對人類健康也帶來了嚴重威脅。長期暴露在高溫下會導致熱衰竭、中暑,甚至死亡。2022 年歐洲的極端高溫事件中,熱浪、乾旱和野火造成約 5.3 萬人死亡。顯然高溫對人類生命安全的威脅已經非常迫切,特別是對老年人、兒童和慢性病患者等脆弱族群來說,高溫的危害更為顯著。

氣候變遷不只是天氣變熱而已

雖然氣候變遷在我們日常生活中的感受可能只是「變得比以前熱了」,但事實上,氣候變遷帶來的影響遠不止於此。全球暖化不僅影響氣溫,還會引發一系列複雜的環境、社會和經濟問題。我們正在見證的不僅是氣候加速變化,更是整個人類社會體系的深刻變革。全球暖化正以前所未有的速度改變著我們的生活方式和自然環境。

註:
  1. 所謂機率分佈,就是將每一種數值對應的發生機率畫出來。橫軸代表數值(例如溫度、身高),縱軸則代表這個數值發生的頻率(機率)或次數。
  2. IPCC, 2019: P.R. Shukla, J. Skea, E. Calvo Buendia, et al. Climate Change and Land: an IPCC special report on climate change, desertification, land degradation, sustainable land management, food security, and greenhouse gas fluxes in terrestrial ecosystems.
  3. 科學期刊《Nature Food》:Jägermeyr, J., Müller, C., Ruane, A.C. et al. Climate impacts on global agriculture emerge earlier in new generation of climate and crop models. Nat Food 2, 873–885 (2021).
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