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氣候變遷或是環境變遷

氣候變遷是環境變遷的一環,它所牽涉的不只是自然科學問題,還涉及人與環境的衝突以及社會問題,並且在上一個世紀初就已是國家建設和古文明興衰論述中的核心議題之一。
 
 
 
環境變遷才是全貌

「氣候變遷」一詞不足以描述當前的人地關係,「環境變遷」或「全球變遷」才是完整的描述。氣候變遷是環境變遷的一環,它在互為因果的交互作用中,不必是決定性因素,它所牽涉的議題以及可行的回應,也不是環境科學或地球科學能夠獨立解決的。

氣候變遷不只是自然科學問題,還涉及人與環境的衝突以及社會問題,並且在上一個世紀初就已是國家建設和古文明興衰論述中的核心議題之一。只不過現在是人類第一次有機會統整、運用自然科學與社會科學的各種知能,來了解這一組難題,並且在某種程度上加以解決。

在氣候變遷議題中,有兩件事值得注意。首先,氣候變化不停,但是變化並不一定意味著大氣作用的規模頻率產生永不回頭的轉變或躍遷。大氣總能量粗估大約有1.3 × 1024焦耳,每天輻射進出大氣的能量也有5.3 × 1021焦耳,單以人類二氧化碳的排放量,想要造成這一個遠離平衡的龐大耗散系統發生結構性改變幾不可能。二氧化碳含量與氣溫在地史上的統計關係,一如平均薪資和啤酒消費量的統計關係,都是透過背後更為複雜的機制來間接嵌合的,而對這一個複雜機制的理解才是解決難題的堅實基礎。

其次,災害與資源一樣,具有鮮明的人文或文化地域色彩。在沒有人類的地史中,氣候變遷即使更甚於今,任何大規模地表變化都不會傷害人類。氣候變遷引發災害成為話題,根源在人的出現和發展,以及當代的人地關係。如果無法阻止居民在自然周期洪泛區內蓋房子,不論氣候如何正常,住屋遭到滅頂是遲早的事。如果無法阻止居民在陡坡上除林,在陡坡下或河道攻擊坡上築屋,不論氣候如何正常,崩山毀村也是遲早的事。

人類為求資源,常把土地圈劃為特種用途,並透過政經體制一再返回、強化該用途。地狹人稠的臺灣,在土地私有和漲價歸私的制度下,不但無法發揮土地資源的生產效益,反而透過金融資本主義的符號(價值)操作,一再驅動公民強力開發邊際土地。大自然的作用往往被阻尼、消滅,從而失去調適功能,直到災害潛勢累積到大過人類控制和承受的範圍為止。

氣候變遷可能是氣候在同一種狀態內的隨機震盪,也可能是氣候從一個狀態躍遷到另一個狀態。地表質能流轉往往大循環套小循環,層層套疊,在這種規模與尺度大小不同的循環套疊下,目前觀測到的究竟是震盪還是躍遷?其推論會因為時空尺幅和資訊的解析度而不同。

然而,震盪也好,躍遷也好,一旦氣候要素超過容忍閾值,誘發地表作用,損及人命或財產,它就是災害。誘發地表作用的氣候要素閾值是多少呢?它的規模頻率分布如何呢?這是與大眾直接相關的資訊,而它的實質內容有一部分與地形、地面覆蓋物,以及土地利用的空間交互作用有關,更與人地關係密不可分,不是氣象預報能夠解決的。

試想人類長期介入實質環境,單單隨著人口和欲望的擴張,不斷改造地表,不斷拓展生存空間,深入環境敏感地帶,並且在時間和空間上同時延展觀測紀錄。這不但使人類在氣候完全不變的狀態下,不斷獲得破紀錄的觀測,並且在實質的人地交互作用下,持續擴大極端災害的規模頻率。單單論述氣候變遷,很難在符號操作上和實質環境操作上,看清楚複雜的人地關係實況。

對於研究者來說,氣候變遷有其更精緻嚴肅的一面。地史資料顯示,氣候變遷很可能是氣候參數較大的、較快速的震盪。這種變動在地表無人的自然史中發生過,也可能再度發生,非人力所為,也無人能擋。如今加入人為活動干擾,把人類活動改造環境的衝擊推向全球尺度,以因果關係與「氣候變遷」聯繫在一起,使我們必須在氣候變遷的觀測以及地史證據的建構之間,取得協同一致的論述。單以二氧化碳和增溫的統計關係,不足以推論全球變遷的全貌。

在地的環境變遷實況

在臺灣,許多大災害的發生與當前二氧化碳排放沒有直接關係。澎湖寒害造成海域生物大量死亡,半個世紀以前的《澎湖縣誌》就有記載,而它對於如今大量依賴定點淺海箱網養殖的澎湖造成的衝擊就更大。魚被關在寒害衝擊最強的淺水海岸無處可逃,大量暴斃在所難免。

如果人類主動或被動進入敏感地帶,把人類及其財產暴露在強大潛在地表作用衝擊下,災害的發生無可避免,只是何時發生的問題。綿密複雜的全球政經網絡,更把地方性災害衝擊透過金融和貿易關係,透過炒作、放大的信貸風險關係擴散到全球。臺灣西南部海底崩山破壞電纜,衝擊全球通訊和股市就是具體的事例。

災害早已存在,而當代社經關係的全球化以及媒體報導,把地方災害延伸為全球議題。氣候變遷成為全球重大議題,在於其變遷直接或間接影響了現在和未來人類生活的政經面貌,而社會調適與改造將有機會增進資源利用,緩和或迴避災害損失,從而使人重視它。

在這樣一個脈絡下,與其把氣候變遷建立在不確定的前因後果推想中,不如把它的觀測資料直接放入確實的地史,以及在地的災害紀錄中來認識。從在地社會操作以及它所牽涉的資源開發與災害實況中,建立起環境變遷的全面視野;從大氣、地殼、水圈、生物圈等各個地表圈層構造的變化,以及彼此之間直觀可測的交互作用,來建立回應環境變遷的工具和做法。

面對災害的當務之急,是以人類社會條件與工藝水準來確立、區劃環境敏感地帶,並以社會整體尺度來調整土地政策與土地使用,適應大自然的律動,防災、減災,分攤風險。這沒有普世通則,只有適合在地環境與社區的做法。

環境敏感地帶的劃設必須依賴正確評價在地的地景生態慣性,以及地表各種內外營力的規模頻率。對在地氣候動態的了解是必要的知能,但是它決不可能單從氣候變遷的知識和技術中獲得解決。地方性的全面環境變遷實況,以及統整的地理科學知識才是求解的知識場域,當代學院訓練應該回到地學的博物學傳統中,以人文主義的科學方法和知識,尋找環境變遷解決之道。

氣候變遷實況是複雜的,並且有強烈的地方特性。把中央氣象局臺北和臺南兩座氣象站的日雨量紀錄,以1960年臺灣工業革命起飛做為分界,利用相同的相對日雨量機率模式,可以看出1960年前後兩站日雨變遷的地方特性。

氣候變遷不但有地理差異,同一種氣候因素的不同面向也有不同的變化面貌。再以中央氣象局中南部5個氣象站的日雨觀測資料,來比較87水災和88水災的連續雨日數以及總雨量。結果顯示,水災期間臺南雨日數增加最顯著,恆春總雨量增加倍數最突出。如果把兩次水災的不同當作氣候變遷警訊,那麼以87水災和88水災兩次水災期間降雨最多的阿里山氣象站來看,雨日增為1.4倍,雨量增為3.7倍,雨量增加的重要性顯然突出許多。

臺北和臺南具有截然不同的氣候位置,區位和地形條件也不相同。臺北盆地內的都市化和人口集中強度遠遠超過臺南,受到人類改造的近地面環境,其物化性質和質能流轉規模頻率如何和大氣環流交互作用?這是氣候因素變化的關鍵,也是全球氣候變遷研究必須縮小尺度、增加解析度,把地方條件諸如地形、都市熱島等因素加入思考的主因。

而地方特徵就反映在結構清晰,並且不因總能量投入大小而改變的規模頻率結構中,如同臺北和臺南的相對日雨量的規模頻率結構。以1960年為界來分析,是要凸顯臺灣開始快速都市工業化的過程,以及臺北和臺南兩地在這過程中的不同反應。實際上,近地面環境在地方尺度上如何和大氣環流交互作用,仍然有待釐清。

如果87水災和88水災的連續雨日數和總雨量的統計資料意味氣候變遷,那麼它確實展現了同一種氣候因素(日雨)在不同地理位置和不同面向上(雨時和雨量)有不同的變化。儘管單一事件很難肯定系統躍遷,雨時、雨量大幅增加則暗示氣候變遷的可能。但是它們在地理與變化面向上的顯著差異,意味著地景系統局部反應的重要性必須加以檢視。畢竟,88水災並非全臺事件,而我們對於近年局部大雨事件造成的沉積環境,和地尺上第四紀近期全球大雨事件的地形反應兩者之間的關係,認識仍然太少。

單一事件不足以推論氣候變遷,氣候變遷的證據也不只日雨一項,還包括區域溫度的改變、部分極端溫度事件增加、沙塵暴頻率增加、颱風規模頻率改變、連續不雨日數增加等。與氣候變遷議題直接相關的環境變遷,還包括廢氣排放造成的大氣成分改變、都市熱島效應、太陽黑子變化、行星運動與地球內部活動影響海洋與大氣等。

對於這些相關作用的因果關係與交互作用機制,我們的認識有限,許多地史紀錄與環境作用仍然有待發現。目前環境因素之間的因果關聯,多依賴既有的環境認識以及不同時空尺度上的統計猜想。

統整視野

人類排放二氧化碳引發全球暖化,促成全球海面上升,這是一個基於「二氧化碳會產生溫室效應」的物理機制,以及觀測資料所引申的統計猜想,它面對的挑戰之一是來自海洋鑽探資料。根據聖約翰(K‭. ‬St‭. ‬John)的地史資料,二氧化碳濃度與地表均溫之間的關係是非線性的,並且在始新世早期,二氧化碳濃度劇烈震盪下降。中新世早期以來,二氧化碳濃度維持穩定,期間地表均溫卻在比今天高攝氏6度和低攝氏10度的區間震盪,並在最近一百萬年產生多次冰河。這些事件的發生都遠在文明出現之前。

當前氣象紀錄的統計詮釋與極地和海洋沉積物定年研究成果之間的不同,不一定意味矛盾。畢竟,每一種研究都有其獨特的工具與假設,都可以根據進一步的證據來改造或重新詮釋。但是,統計關聯與地史紀錄的詮釋無法統整,必定意味其中仍然有重大未知因素或作用,這是科學研究必須面對的挑戰。我們應透過觀測與地史資料進行辯證,從中發想新的研究工具和途徑,找出地表系統的運作機制,統一不同研究取向的結論,這是地球科學或環境科學的範疇。

當代氣候變遷和地球其他環境因素的改變有直接、深刻、互為因果的關聯,特別是近代人類改造地表環境所引發的災害,它的出發點和直接驅動力都來自土地利用變遷,以及物質利用方式與規模的改變,而非大氣系統自身。姑且不論千百年來人類土地和物質利用的轉變是否是引發當前氣候變遷的主因,人與資源在地理空間上的分配不均,在當代政經操作下,早已成為推動人類侵入環境敏感地帶破壞環境的主力。這不是氣候變遷議題,而是範圍更為寬廣的環境變遷議題。

當代土地利用變遷以及物質利用方式與規模的改變,帶來大量二氧化碳排入大氣系統,毫無疑問會引發大氣變化。但是,二氧化碳的增加與暖化以及海面上升的直接關係,則有待商榷。以二氧化碳增加來取代當前意義複雜的土地利用變遷,似乎過於簡化問題。在互為因果的鎖鏈中,氣候變遷和其他許多環境因素變化一樣,既是因,也是果。

更進一步看,各個連鎖反應回頭直接傷害到人類生命與財產,也並不是都經過大氣過程。半個世紀以前,地理學者卡爾森(R‭. ‬Carson)指出工業產物汙染環境,傷及生態的種種事實,就不單是氣候變遷一詞可以涵蓋的。

我們很難斷定自然系統本身的震盪和人類活動,到底哪個是當前氣候變化的決定性力量。但是,我們確知氣候變了,其他環境因素也變了,而且許多變化「直接」來自我們對於「地表覆蓋」的改造,太平洋復活島上的文明崩壞就是一個具體例子。

復活島的個案研究反映出,確切的地史和環境史的研究可以幫助人類從幻想和神話中覺醒,了解人和環境的互動如何推動環境變遷,從而學得具體有益的教訓。與其引用不確定的猜想做為當前環境變遷議論的基礎,不如直接面對地理差異顯著的環境災害,以及地方的地史紀錄,整合各門工藝和知識,建立防災、救災、減災、避災的制度與操作平臺。

以沙塵暴為例,頻率漸增、規模漸大的遠東沙塵暴,不論是肇因於自然趨勢或人類活動累積的結果,是長期平均狀況的躍遷或短期的隨機震盪。我們應該從成本和工藝兩方面,針對來源地、搬運途徑和受災地點3種不同類型的地理區,進行區際的和區內的多層次、多面向的人地關係辯證。如此才能夠針對具體的地理現象以及各地理區的災害實況,在各層級的社會組織中形成共識以及協作平臺來解決問題:一面節制沙塵暴的規模頻率,一面調升適應沙塵暴的能力。

從人類長期文化演化與歷史經驗來看,沒有完美的或最佳的政策,只有社會接受、可行的政策。讓現象因子的意義存而不論,從經驗中零敲碎打出人類解決災變的知能,才是面對當前全球環境變遷及其災害的有效途徑。

而我們真正要處理的,不是氣候變遷問題,就像醫生面對發燒的病人所要處理的不是體溫問題,或把病人變回原來的樣子,而是善加利用目前的技術和資源,把病人的身體導向可以繼續生存和有品質的生活中。我們必須正視與處理土地利用變遷,以及物質利用方式與規模的改變所引發的社會與環境衝擊,而它們從來不是環境科學或地球科學所能完全涵蓋的。

1948年,魏納(N‭. ‬Wiener)提出的模控學(cybernetics)架構,有助於了解人與自然關係的實況,根據這架構可以把人與自然的關係結構化。而透過人類社會的運作,一方面發現大自然,另一方面馴化大自然,使之「人文化成」,即便是在對抗大自然的運作上,都無法不遵守利用大自然的規律來完成。這種與時推移的自我耦合組織,是處理環境變遷的關鍵。

目前觀測到的融冰、破紀錄高溫、強降水、旱災等,是地理事實;北極圈自然資源易達性提高也是地理事實。如果一方面把當前的氣候變遷完全歸因於溫室氣體排放,另一方面又把氣候變遷後果直接指向海面上升,這麼做不但阻礙我們對於地理事實的認識,也妨害地球科學追求地史真相的視野。

正確來說,當前面對的是快速環境變遷或全球變遷,它們直接威脅我們的生命與生活。這些變化涉及許多因素的交互作用,且如前面所提的相對日雨量的實例,它們在不同地理位置與環境因素的面向上展現不同面貌,這才是事實全貌。對於問題的複雜性有了認識,才有機會從過去人類整體知能累積中,發展出有效的調適、解決之道。

附錄

左二圖圖說:(上)以1960‭ ‬年為分界,利用機率模式描述中央氣象局臺北氣象站1901~1960‭ ‬年與1961~2011‭ ‬年兩期間內的相對日雨量紀錄。其中r‭ ‬是給定的日雨規模,ro‭ ‬是期間平均雨日雨量,D‭ ‬是期間日雨規模小於或等於r∕ro‭ ‬的機率,因此(1—D)是災害機率。結果顯示,1960‭ ‬年前後標準化的相對日雨量的機率分布並無顯著差別,但是年雨日由187‭ ‬天降到169‭ ‬天,伴隨ro‭ ‬從每日11.3‭ ‬公釐增加到13.4‭ ‬公釐,年均雨量從2,099‭ ‬公釐增到‭ ‬2,262‭ ‬公釐。(下)‬臺南氣象站1897~1960‭ ‬年與1961~2011‭ ‬年日雨資料的分析顯示,1960‭ ‬年後的極大日雨規模機率略為增加,但是大雨機會略微減少,年雨日由109‭ ‬天降為90‭ ‬天,伴隨平均雨日雨量ro從16.7‭ ‬公釐增加到17.9‭ ‬公釐,年均雨量則從1,826‭ ‬公釐減少到1,612‭ ‬公釐。
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