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氣候走向極端:預測模型與調適科技重建防災思維

115/05/29 瀏覽次數 1106
臺灣的氣候風險從過往偶發的災害事件,轉變為長期且結構性的環境壓力。(圖片來源Shutterstock)

臺灣的氣候風險從過往偶發的災害事件,轉變為長期且結構性的環境壓力。(圖片來源Shutterstock)

近年襲臺的颱風減少,雨勢卻愈發猛烈。臺灣曾面臨北部的缺水恐慌與南部的分區限水,轉瞬間卻又因突如其來的暴雨引發城市淹水。這種極端趨勢揭示了氣候變遷最明確的訊號:雨量強度雖增,下雨天數卻減少,形成「乾者愈乾、濕者愈濕」的顯著對比。臺灣的氣候風險已悄悄從過往偶發的災害事件,轉變為長期且結構性的環境壓力。

而在這場氣候挑戰背後,國家災害防救科技中心氣候變遷組陳永明組長,與國立臺灣大學大氣科學系許晃雄合聘教授,分別從災防科技與氣候模型角度,觀察臺灣如何重新建立面對極端氣候的調適能力。

陳永明組長指出,傳統防災處理即時預警與災後重建;研究氣候變遷則是面對未來才會浮現的災害風險。當威脅從暫時的意外轉為長期的常態,社會便需要一套更具韌性的生存策略。為此,臺灣科學界正整合氣候模型、大數據與AI技術,將複雜的科學資訊轉化為「氣候風險地圖」,透過智慧調度與風險分析,讓水資源、能源規劃乃至城市建築設計都能在變動環境中維持運作,逐步建立守護未來的調適能力。

護國神山源於地形  區域模型透視兩公里差異

要理解防災思維的轉型,必須先回到核心問題:氣候到底能不能預測?許晃雄合聘教授指出,雖然微觀變數不斷,但長期氣候變遷的趨勢訊號非常清晰──「變冷的時間變少,極端熱的發生機率正不斷攀升,未來臺灣出現超過40°C高溫的機率將逐漸提升。」

更關鍵的挑戰在於氣候訊號背後的時間結構正在改變。許晃雄合聘教授解釋,熱浪通常具備幾天前的可預測性,但下個季節是否乾旱、瞬間降雨量是否破紀錄,仍是全球氣候科學努力突破的範疇。目前較可靠的季節預報來自聖嬰與反聖嬰現象,以2021年為例,臺灣逢連續反聖嬰導致冬、春兩季的雨量銳減,再加上2020年夏季缺乏颱風供水,便演變成較長期的乾旱壓力。

季節預報並非鐵律,例如2009年原本預測是乾旱年,莫拉克颱風的出現卻瞬間灌飽水庫,使全年的累積降雨量看似回歸正常,實則造成嚴重水災。(圖片來源Shutterstock)

季節預報並非鐵律,例如2009年原本預測是乾旱年,莫拉克颱風的出現卻瞬間灌飽水庫,使全年的累積降雨量看似回歸正常,實則造成嚴重水災。(圖片來源Shutterstock)

然而季節預報並非鐵律。許晃雄合聘教授舉2009年的莫拉克颱風為例,那年原本降雨少,如果持續偏少很可能是乾旱年,莫拉克的出現卻瞬間灌飽水庫,使全年的累積降雨量看似回歸正常,實則造成嚴重水災。這種個別極端事件難以提前預測,因此臺灣氣候科學界在季節預報外,更納入「次季節預報」(Sub-seasonal forecast),透過未來一到兩週的滾動式更新,不斷微調與修正預測訊號。

關於如何將全球氣候模式精準對準臺灣,許晃雄合聘教授笑著說:「其實高聳地形不見得是護國神山。」中央山脈雖會降低颱風強度,卻也因地形抬升作用讓颱風帶來的降雨量倍增。由於全球模式的大尺度數據解析度無法捕捉臺灣複雜的地形差異,科學家進一步發展「區域氣候模式」,運用大範圍的系統變化作為驅動資料,將空間預測解析度精細化至兩公里,以便更細膩地分析特定區域的雨量增減趨勢,提供政府單位符合臺灣地形細節的決策依據。

冰冷數據對接生活體感  跨域調適串聯農田與都市

當科學模型推估出高解析度的局部區域氣候趨勢後,如何將不確定性的數據轉化為各行各業「聽得懂、做得到」的行動,是災防科技中心氣候變遷組的核心使命。陳永明組長說明,面對長達數十年的趨勢推估,氣候變遷組扮演國家級的「資料加值與轉譯中樞」角色,將輿論中全盤否認的懷疑論,或是拋出的末日式渲染進行理性轉譯,把科學模型推估的不確定區間,轉換為不同部會能實際操作的風險指標。

陳永明組長以農業的「熱緊迫」(Heat Stress)為例,這是指動植物因環境的溫度與濕度超過其生理極限而無法有效散熱時,導致體內恆定受破壞的壓力反應。在實務上,高溫會直接導致乳牛泌乳量下滑、品質變差,蛋雞的產蛋率也會隨之受挫。當災防科技中心與農業部畜試所合作將氣候推估數據與產量模型對接,農業部便可評估提前從品種改良、飼料調整與養殖環境降溫等面向找出系統性的調適做法。「同樣的高溫,人類體感是36°C到38°C,但對芒果、火龍果和荔枝等作物而言,其耐受門檻值完全不同。」陳永明組長強調,調適無法單打獨鬥,必須由科學家與各領域專家共同跨界合作。

城市的「韌性設計」則是另一個看不見硝煙的戰場。隨著熱浪成為新常態,都市建築不能再一味依賴冷氣,或任由大樓玻璃帷幕將熱能反射到街道上,造成「自己不熱、別人很熱」的惡性循環。這背後牽涉的治理網絡極為錯綜複雜,涵蓋國土規劃、都市開發、能源管理及高溫健康預警等。陳永明組長點出調適思維的關鍵核心:「在升溫環境中,你究竟是『造成熱的人』,還是『受熱影響的人』?釐清這兩種角色,跨部會合作才能依據科學數據,推動因地制宜的空間重組與制度防禦。」

災防科技中心在國科會補助下建立「臺灣氣候變遷推估資訊與調適知識平台」,將繁複的氣候模式轉化為可運用的資訊。(圖片來源臺灣氣候變遷推估資訊與調適知識平台)

災防科技中心在國科會補助下建立「臺灣氣候變遷推估資訊與調適知識平台」,將繁複的氣候模式轉化為可運用的資訊。(圖片來源臺灣氣候變遷推估資訊與調適知識平台)

世紀大旱倒逼智慧調度  AI提前洞察致災徵兆

如果高溫熱壓力是悄然逼近的慢性病,水資源短缺就是臺灣感受最直接、也最早被氣候變遷衝擊的致命要害。陳永明組長指出,水資源調度的複雜度牽涉到民生、產業與農業用水,三者之間的優先權分配與公共安全。短期而言,相關單位從每年年初的整田期便展開嚴密監測;一旦旱象出現,即啟動緊急應變機制召開協調會。長遠來看,水利署依據氣候變遷推估資訊,納入「水資源經理計畫」的修訂,打造貫穿全臺的水資源防禦調度網「珍珠串計畫」,透過跨區聯通管網將全臺主要水庫與淨水場如珍珠般串聯支援,降低枯水期分區限水風險,穩定民生與產業用水。

然而,氣候變遷最棘手的核心在於無法預期的極端劇本。陳永明組長回顧,2020年至2022年間臺灣遭逢罕見的氣候型態,連續3年幾近所有颱風中心都未登陸,直接導致百年大旱。這種極端場景過去較難被納入傳統的水資源歷史經驗,而這正是AI與長期氣候大數據展現價值的關鍵時刻。陳永明組長強調,在跨越數十載的豐富歷史數據與未來模擬的資訊中,由AI協助識別極端旱象特徵的致災徵兆,是過去人工難以企及、卻是機器演算大數據最擅長的強項。

在這場智慧調度戰役中,災防科技中心在國科會補助下建立「臺灣氣候變遷推估資訊與調適知識平台(TCCIP)」,將繁複的氣候模式轉化為可運用的資訊,統整提供給全國各領域,讓水利署的水資源政策、農業部的作物品種布局以及能源主管機關的電力供應規劃,都能在同一套科學基礎上進行跨領域的風險溝通與政策協調。

科學數據指引邊界  多元共識建構韌性社會

面對氣候變遷的高度不確定性,打造韌性社會的核心不在於科技萬能,而在於社會共識的凝聚。這份共識因各地的產業型態、人員結構與環境脆弱度而異,並沒有標準答案。韌性的本質正是多元與彈性,需要大眾轉變思維,將極端天氣視為必須長期共存的「新常態」,而非暫時的意外。

建構理性共識的前提是理解科技的極限。如許晃雄合聘教授所言,氣候模型再先進也有其物理邊界,例如颱風愈接近臺灣,雨勢因地形抬升而增強本是物理事實,並非預報失準。看清盲區不代表科學退場,而是提醒決策者不能盲信單一絕對數值,必須依據多元科學素材進行結合機率與趨勢的風險決策。

當「韌性」從強硬的工程防禦轉化為彈性調配與跨域協作的社會能力時,預測模型、AI風險分析與智慧調度網才能發揮真正的治理價值。因此,必須讓關注「未來災害風險」的氣候調適,與應對「當下即時危機」的防災科技雙軌並行,才能在變動中守住社會的基本運作。

數據驅動的防災新思維正重新定義臺灣面對極端氣候的姿態。科技為我們劃出未來的風險邊界,而賦予了數據溫度與彈性的調適力,才是引領這座島嶼在氣候洪流中,踏出堅定步伐的靈魂核心。

資料來源

1. 國家災害防救科技中心氣候變遷組陳永明組長

2. 國立臺灣大學大氣科學系許晃雄合聘教授

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