IPCC AR6第一工作小組報告揭露的氣候危機

發布日期: 2021.09.15

IPCC AR6第一工作小組報告揭露的氣候危機
許晃雄
人為氣候變遷專題中心
中央研究院環境變遷研究中心

1. IPCC氣候評估報告
 
        政府間氣候變遷專門委員會(Intergovernmental Panel for Environmental Changes,IPCC)於今年8月9日公布由第一工作小組(Working Group I, WG I)完成的第六次氣候變遷評估報告(Sixth Assessment Report)第一冊(AR6 WG I)。這份報告綜整了氣候科研自第五次報告(2013發布)以來,對過去、現在與未來氣候變遷的進一步理解。IPCC在1992年發布第一次氣候科學評估報告(First Assessment Report,FAR),之後啟動研究循環機制,每隔幾年發布1次氣候評估報告:1995(Second Assessment Report,SAR)、2001(Third Assessment Report,TAR)、2007(Fourth Assessment Report,AR4)、2013/14(Fifth Assessment Report,AR5)、2021/22(AR6)。IPCC將每一次報告稱為一循環(cycle),在每次評估報告發布後,就啟動下一循環的科研綜整,並在適當時機發布特別報告。比如第六循環於2015年啟動,最終成果為AR6,在2015-2021年間,還發布了1.5°C全球暖化特別報告(Global Warming of 1.5°C,2018)、氣候與陸地特別報告(Climate and Land,2019)與變遷氣候中的海洋與冰雪圈特別報告(The Ocean and Cryosphere in a Changing Climate,2019)。這3份報告加上最新的研究成果,成為AR6的主要內容。每次科學報告都有4冊,第一冊著重於物理科學依據(The Physical Science Basis),第二冊為衝擊、脆弱度與調適(Impacts, Vulnerability and Adaptation),第三冊為氣候變遷減緩(Climate Change Mitigation),第四冊則是前3冊的綜整報告(Synthesis Report)。
        IPCC本身不做科學研究,而是組成編撰小組,搜尋、了解與綜整發表於學術期刊的氣候變遷研究成果,據之撰寫評估報告,完成後廣徵志願者審查報告內容,提出審查意見。一般而言,只要是氣候相關領域專家上網登記就可參與審查(註1)。以AR6第一冊為例,作者與編輯234位,第一階段審查專家23,462位,第二階段審查專家與政府代表51,387位,最後審查階段3,158位政府代表,引用學術論文超過14,000篇。值得注意的是,最後審查階段完全由各國政府代表參與,因此也常被批評政治力的介入。由於是最後審查,如果參雜了非科學的看法,雖然不能推翻科學研究發現,卻可以對敏感議題在遣詞用字上加以淡化或強化,而且科研界完全無置喙餘地。這種情形在對國際政治決策者最有影響的決策者摘要(Summary for Policymakers),最為明顯。這也可能是為何決策者摘要的遣詞用字經常特別謹慎,甚至晦澀難懂 (註2) 。
 
2. IPCC氣候評估報告的影響
 
        IPCC於1988年由聯合國環境署(United Nations Environment Programme)與世界氣象組織(World Meteorological Organization)組成,目的是持續針對氣候變遷狀況提出完整評估報告,供決策者參考。第五次報告提出2°C是可以避免氣候臨界點的升溫極限(相對於1851-1900年平均氣溫),超過這個門檻,氣候就無法回復現況,並且指出人為溫室氣體排放的累積量越多,升溫越高,對人類、地球氣候與生態環境衝擊越大。該報告計算出升溫2°C可容忍的二氧化碳累積排放量,警告在2010年人類已經用掉65%的額度,急需深度減排,方能不超過2°C的極限。這份報告於2013/2014年釋出,敲下警鐘,加上氣候與天氣災害頻傳且加劇,引起世界各地民眾與不少國家領袖的注意,終於在2015年聯合國氣候變遷綱要公約(United Nation Framework Convention on Climate Change,UNFCCC)第21屆締約國大會(Country of Party,COP)通過巴黎協定(The Paris Agreement),以2°C為升溫極限且力求不超過1.5°C為目標,要求各國積極推動減碳措施,並於隔年獲得196國的正式背書。
        在這之前,1.5°C升溫情境與衝擊並未被完整評估過,IPCC立即促成國際科研團隊投入研究,並於2018年發布1.5°C全球暖化特別報告,仔細評估升溫1.5°C相對於2°C到5°C暖化情境可以降低多少衝擊與損失,以及如何深度且快速減排,在2050年達到溫室氣體淨零排放,方能不超過1.5°C臨界點。這份特別報告起了臨門一腳作用,各國政府終於定下解決問題的決心,紛紛宣示2050淨零排放決心(目前超過130國提出承諾),擬定與落實達成目標的策略。2050淨零排放是即將於11月初在英國格拉斯哥召開的第26屆締約國大會的會議主軸,極可能於會議中通過,成為決議,要求各國提出具體方案,達成2050淨零排放目標。
        2°C升溫極限概念是2018年諾貝爾經濟獎得主耶魯大學教授威廉·諾德荷西(William Nordhaus)於1975年提出。2010年第16屆締約國大會,參與國同意升溫不超過2°C的目標,進行評估(包括1.5°C的可能性),將結果於2015年提交COP26討論。IPCC AR5於2013/2014年適時提出科學評估,間接促成2015年巴黎協定。從1975年倡議到2015年全球達成共識的40年期間,大氣二氧化碳從331.11ppm累積到2020年的414.24ppm,增加幅度是工業革命前280ppm的30%,全球平均氣溫則上升了約1°C。40年來,我們錯失了許多抑制全球暖化的機會。
 
3. AR6第一工作小組報告揭露的關鍵資訊

        AR6第一工作小組報告的釋出在全球引起了海嘯般的反應。有史以來第一次,從各國政府、企業、新聞媒體到廣泛大眾,意識到問題的嚴重程度。其實這份報告只是再次確認之前幾份報告提出的警訊,但是因為現況已經逼近氣候臨界點,大家才會有時不我與的急迫感。這份報告揭露的關鍵資訊整理與詮釋如下 (註3) 。
 
  • 科學研究證實全球暖化的全面衝擊正持續發生 
        這些現象包括:200萬年以來最高的二氧化碳濃度,2,000多年來最嚴重的冰河退縮,破12,500年紀錄的近10年全球氣溫,比過去3,000年任何時期都快的海平面上升速度,比過去1,000年任何時間期都小的夏季北極海海冰覆蓋面積,上個冰河期(約18,000年以前)以來最快的海洋暖化速度,以及26,000年以來最嚴重的海洋酸化。
這些不斷破紀錄的現象都與工業革命以來過多的二氧化碳排放有關。在過去近100萬年期間,地球經歷多次冰期與間冰期,大氣二氧化碳濃度多在200-300ppm間擺盪,在工業革命前濃度約280ppm。工業革命後,人類排放越來越多二氧化碳(與其他溫室氣體,如甲烷、氧化亞氮、氟氯碳化物),尤其在二次大戰之後,人口劇增,糧食增產,工商業快速發展,更是導致以幾何級數般加速的溫室氣體排放,在2020年濃度已經高達414.24ppm。近幾年的古氣候研究發掘許多紀錄了遠古時代大氣二氧化碳濃度的證據,比較之後發現要回溯200萬年,才能發現與現況相當的大氣二氧化碳濃度。地球用了200萬年才將二氧化碳濃度降到280ppm,人類只花了約100年就恢復到200萬年前的水準,能力是大自然的2萬倍。這些氣體的溫室效應(二氧化碳量最多,貢獻最大)導致地球溫度持續上升,近年來似乎已經超越氣候的自然變動幅度(如聖嬰現象)。
        人為溫室效應所吸收的多餘熱量,大約90%儲存於海洋,海水因此暖化且膨脹,加上近年來日漸明顯的陸冰溶化,導致海平面上升速度越來越快,甚至發生海洋熱浪(ocean heat wave)事件,衝擊海洋生態與加劇劇烈天氣。暖化的海水與大氣也使得夏季北極海海冰覆蓋面積大幅減小且厚度變薄,與1979年相比,北極海海冰體積已經減少約3/4。海洋吸收二氧化碳是地球系統很重要的去碳機制,但是大氣二氧化碳濃度持續攀升,使得海洋吸收更多二氧化碳,PH值下降,造成酸化,間接衝擊海洋生態。這些證據都顯示人類排放過多溫室氣體已經影響整個地球系統。
 
  • 無論哪一種排放情境,1.5°C升溫已經無法避免,在2025-2044年間就會發生,極端天氣會持續發生與加劇
        1.5°C溫升情境其實在之前的IPCC報告就已經推估遲早會發生,但是2000年以來的加速溫室氣體排放與暖化,使得1.5°C溫升提前到來。世界氣象組織每年發布的十年氣候預報,在去年就提及1.5°C可能在2021-2030年間就可能發生。這份AR6報告指出只有在最低排放情境下,全球溫度在本世紀中會達到1.6°C然後開始緩慢下降,其他排放情境都會使溫度持續上升。在最高排放情境下,世紀中溫升約2.4°C,世紀末則高達4.4°C。
         近年來,極端豪雨、乾旱、熱浪與野火在世界各地頻傳。熱浪不只發生在中緯度陸地,也發生於北極圈內與南極洲邊緣,最近格陵蘭高地冰川也罕見地發生降雨。以往在秋季才會在美國加州發生的野火,提早至6月發生,而且擴及美國西北部與加拿大西岸。許多研究發現這些極端現象的頻繁發生與暖化有關。當空氣溫度愈高,可含水量越高,一旦發生降雨,可降下來的雨量會增加,而且水蒸氣凝結成水時釋放潛熱,進一步強化天氣系統,降下更多的雨,形成正回饋(或惡性循環),造成破紀錄豪雨事件。
暖化情況下,空氣更不容易飽和,誘發乾燥地表蒸發更多水氣,使得地表更乾,乾旱因此更惡化。熱浪常發生於乾旱區,因為大氣與陸地交互作用的正回饋過程可以同時加強乾旱與熱浪。在乾與熱的地表上,野火(無論自然或人為引起的)的發生與擴散機率自然就增加。由於1.5°C溫升已經無法避免,極端天氣仍會持續發生與加劇,而且在高排放情境下會更加嚴重,更難以抑止。但是如果盡量減少溫室氣體排放,劇烈天氣加劇的程度與發生頻率就會較低,衝擊較小,比較容易調適。
 
  • 大氣累積越多二氧化碳,對地球系統的衝擊越大;避免1.5C暖化,可排碳量所剩不多
        最低排放情境與最高排放情境在2100年對地球的相對影響如下:溫度上升1.4°C與4.4°C,全球年平均雨量增加2.4%與8.3%,全球海平面上升0.38公尺與0.77公尺,9月北極海海冰面積減少為2.4106與0.3106平方公里。高排放情境的影響分別是低排放情境的3.1、3.5、2與8倍。如同前述的劇烈天氣,即使在最低排放情境(即1.5°C與2050淨零排放),情況仍然會惡化,但是相較於高排放情境,衝擊會小很多,相對容易調適。報告估計如要避免暖化超過1.5°C,只能再排放400GtCO2,以目前每年二氧化碳排放量約36.4GtCO2計算,大約再過10年,總排放量就會超限。
 
  • 21世紀末溫升不超過1.5°C仍有機會;若要讓溫度在21世紀中以後下降,除了減少二氧化碳排放,也須讓所有溫室氣體淨零排放
        報告指出限制21世紀末升溫程度在1.5°C以內仍舊可能,但經濟發展與能源使用需要徹底轉型,此一結論與1.5°C暖化特別報告一致,但是更加明確。唯一可能的路徑為2050淨零排放,除了急速減少二氧化碳排放,還需要進行去碳過程,從大氣中捕捉二氧化碳,將之儲存於森林、土壤、地層與海洋。這些去碳過程包括復林與植林、改造土壤增加吸碳量、發展生質能捕集二氧化碳並封存於地下、強化海洋生物吸碳能力、從空氣直接捕捉並封存等。
如同2018年公布的1.5°C全球暖化特別報告提到的,即使在達到淨零碳排,溫度還是會持續上升。這是因為減少碳排的同時,也降低氣膠排放,而氣膠整體而言有降低地表溫度的作用。亦即,減少碳排的降溫效果,有一部分會被氣膠濃度下降增溫所抵銷。唯有在2020年代讓所有溫室氣體排放都迅速減少,而且在2050年達到淨零排放,方能讓全球溫度在21世紀末不超過1.5°C。
 
4. 結語
        AR6第一工作小組報告是有史以來結論最明確的報告,指出了人為暖化造成的氣候變遷衝擊已經無法避免。即將於明年初公佈的第二工作小組報告,將更明確指出不同排放情境下的全球暖化衝擊、地球系統脆弱度,以及所需調適作為;第三工作小組報告則將指出應有的氣候變遷減緩作為,如何有效的快速減排與去碳。
        避免巨大衝擊的時間越來越有限,人類已經走向不歸路,僅能採取所有可能的行動,調整人類社會的運作方式,降低衝擊。危機也能是轉機,適當且必要的調整,或許能開創出嶄新的、有朝氣的永續循環人類世。
 
註1:台灣不是聯合國會員,因此國內專家無法以台灣國籍參與審查。
註2:最明顯例子則與台灣有關。AR6 WG I報告中有一份勘誤表(corrigenda),其中明列3條修正要將Taiwan改為Taiwan,China。由於是在最後階段審查加入的,無庸置疑是政治力介入的結果。
註3:台達基金會提供決策者摘要完整翻譯,https://drive.google.com/drive/u/0/folders/12Ecgn58LzhOUulq05OsHo9YONtRWTytp;科技部永續棧提供重點整理,https://reurl.cc/6arm2d;以科技部台灣氣候變遷推估資訊與調適知識平台為主的研究團隊提供簡要翻譯與最新的台灣氣候變遷現況與未來推估,https://tccip.ncdr.nat.gov.tw/km_abstract_one.aspx?kid=20210810134743

研究人員登入