中研院首創山區氣候推估 全球17山區暖化嚴重

記者黃朝琴/臺北報導

山區缺乏長期運作的氣象觀測站,氣候變化難以量化。中央研究院生物多樣性研究中心研究員沈聖峰領銜的國際研究團隊,結合熱力學原理與氣候資料庫,不僅首創山區氣候速度推估模式,更發現全球17個山區氣候暖化嚴重,研究成果已於27日發表於國際頂尖期刊「自然」(Nature)。

這篇論文由研究員沈聖峰指導,團隊成員來自生物、大氣及機器學習領域,包括中研院生物多樣性研究中心AI工程師麥舘碩、詹偉平(前中研院研究助理)、成功大學生命科學系副教授陳一菁、臺灣大學大氣科學系教授郭鴻基,以及法國國家科學研究中心(CNRS)研究員強納森.雷諾(Jonathan Lenoir)。

沈聖峰指出,全球山區氣候因直接觀測的氣象站較少,且專門研究大氣者,山區氣候通常非主流研究,加上山區氣候複雜,較少人關注。陳一菁過去曾探討分析顯示,山區生物無法追上氣候變遷的速度,當時覺得不合理,後來認為可能原因是山區的氣候變化速率沒有被正確估算,因此開啟此項研究。

沈聖峰表示,研究團隊運用熱力學第二定律,輔以衛星資料、生物資料驗證,探討全球山區等溫線移動速度與生物反應之間的複雜關係,也發現全球各山區的海拔每上升1000公尺,溫度遞減率為3度到9度不等,變異極大。

沈聖峰說,「海拔每上升1000公尺,溫度下降6.5度」的常理僅是1個大概的數值,無法真正用來解釋不同山區的氣候變遷對生物分布範圍移動影響,利用熱力學的公式,計算出相對正確的山區氣候變化速度,初步能破解長久以來懸而未決的山區氣候大哉問。

在全球暖化的影響下,擁有豐富生物多樣性的山區正面臨巨大的環境挑戰,沈聖峰研究團隊針對全球8616個山脈,分析過去40年來的平均地表暖化速率,並以前所未有的精度描繪了等溫線的垂直移動。

研究首度發現,從美國阿拉斯加育空的乾旱地帶、地中海盆地、俄羅斯科達爾山脈、日本山區到印尼北蘇門答臘的高原,全球共有17區域的山脈,等溫線正以每年逾11.67公尺的速度上升,速度遠超過先前估計,意味著暖化程度加劇,對這些高海拔生態避難所的獨特物種構成嚴重威脅。

此外,研究也發現,在乾燥地區,由於空氣含水量較少,地表的暖化速度較快,是造成山區氣候速率較高的主因,而在濕潤地區,濕氣的作用雖然讓地表的暖化情況較緩和;但有部分的山,由於濕潤造成的溫度遞減率較低,代表要到達相同溫度的距離較遠,因此氣候速度變得較快,這是以前比較被忽略的機制。

中央研究院研究團隊,首創山區氣候速度推估模式,發現全球17個山區氣候暖化嚴重,研究成果發表國際期刊「自然」(Nature)。(中研院提供)

中研院發現,全球17個山區的等溫線,正以每年逾11.67公尺的速度上升。(中研院提供)