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議題背景：

議題背景：2022年06月28日15:00，國際期刊《環境研究：氣候》（Environmental Research: Climate）發布一篇新研究〈氣候變遷的極端天氣影響：歸因研究的觀點〉（Extreme weather impacts of climate change: an attribution perspective）。

這篇研究的作者回顧極端高溫、暴雨、乾旱、野火、熱帶氣旋，五種不同的極端天氣災害目前的影響，以及在多大的程度上可歸因於氣候變遷。作者指出，氣候變遷導致全球出現極端高溫的頻率與強度都增加，直接導致數萬人死亡。且因中低收入國家的資訊有限，這個數字可能被嚴重低估。但作者也指出，世界上許多地區的嚴重乾旱並非氣候變遷造成。不同地區的氣候及地理條件也有差異，因此尚未能提出系統性的歸因指標，是這份研究的限制。

臺灣也是極端天氣事件頻仍的地區，台灣科技媒體中心邀請專家解析最新研究發現。

研究連結：

• Clarke, B., et. al. (2022). "Extreme weather impacts of climate change: an attribution perspective." Environmental Research: Climate

專家怎麼說？

2022年06月24日
中央研究院環境變遷研究中心博士後研究員 駱世豪

Q1. 我們應該如何陳述極端天氣事件與氣候變遷的關聯性比較正確？

根據聯合國政府間氣候變遷專門委員會（IPCC）的定義，氣候變遷（Climate Change）為氣候平均狀態的長期改變趨勢，而極端天氣事件及極端氣候事件（Extreme Weather or Climate Event），則為發生機率非常低且造成影響非常嚴重之事件[1]。有時極端事件的出現可能只是自然的年際變化隨機產生，意即就是在沒有氣候變遷的影響下，此類的極端事件還是會發生。因此無法直接將某個影響非常嚴重的極端天氣事件，歸因為氣候變遷所造成。

雖然很難直接將單一極端事件歸因於氣候變遷，但極端天氣事件與氣候變遷仍有一定關係的存在，若以機率分布角度來看，平均值、變異數及機率分配形狀的改變皆可能造成極端值的改變，故極端天氣事件的發生頻率可和氣候變遷做歸因分析[2]。根據IPCC AR6的報告，科學家目前已經有足夠的證據解釋溫度和總降水量的氣候變遷趨勢，所以在極端高溫（熱浪）和極端降雨事件的頻率和強度上，有較充分的證據去解釋其之間的影響和變化，但對於其他極端天氣事件上則信心度較低（表一）。總結來說，極端天氣事件的發生並不一定源自於氣候變遷，但氣候變遷的影響與某些極端天氣事件發生的頻率和強度有正向的相關性，但在引述時，仍須注意所關注的極端天氣事件在科學報告中的信心程度。

表一：說明科學家對於極端天氣事件歸因分析的可信度。可信度高的極端天氣事件為，熱浪、寒潮；可信度中的事件為，乾旱、極端降雨和溫帶氣旋；可信度低的事件為，熱帶氣旋。[3]

Q2. 以臺灣為例，我們有什麼指標可以快速的判斷極端天氣事件，例如颱風、致災型大雨、極端高溫是否與氣候變遷有關嗎？

國際上常使用的極端指標主要還是針對極端高溫與降雨，如極端高溫天數（tx90p）、年最大降雨（Highest one day precipitation amount per）和連續不降雨日（Consecutive dry days）、乾旱指標⋯⋯等。但因為區域特性的關係，此類指標並不能很精確地呈現臺灣的極端天氣事件，目前有些研究學者提出或改良針對臺灣極端天氣的指標算法，並且做出分析，如台灣極端降雨氣候事件判定方法[4]、臺灣氣象乾旱指數[5]和臺灣氣候的過去與未來[6]等。此類研究指出，臺灣極端高溫、降雨和乾旱事件在氣候變遷影響下，均有發生頻率變高和事件強度增強的現象，臺灣極端高溫發生頻率皆增加，未來極端高溫事件將可能更為嚴重；極端降雨的部分也有同樣的結果，極端多雨日數有增加的趨勢[4][5][6][7]。

Q3. 研究中提到，極端天氣事件能否歸因於氣候變遷，會存在地域差異，臺灣是否有相近的研究？是否也有多少人死亡，或多少經濟損失可歸因於氣候變遷的研究？

如前述，目前已經有很多針對臺灣的極端天氣事件與氣候變遷相關研究成果，並且中研院環境變遷中心（RCEC）和國家災害防救科技中心（NCDR）的台灣氣候變遷推估資訊與調適知識平台計畫（TCCIP）等單位，皆致力於此方面之研究。

但要將極端天氣事件做人為氣候變遷與損傷（經濟或人員）的歸因是極為困難的事情，需要確認那些變化是來自於人為氣候變遷的影響而非自然變異，需要花費大量的計算資源。目前最常見的歸因方式為，利用模式模擬不同情境下極端事件的變化，分析極端事件在有/無人為氣候變遷影響的情境差異，並且需要大量的系集模擬，才可能對此題目做出分析與討論。

目前針對臺灣的研究結果較少，主要針對於於熱浪（高溫）事件與颱風，研究指出過去人為所造成的暖化，「非常可能」（有 90％以上的機率）至少使臺灣熱浪次數與日數增加2.5至5.3倍[8]；也有學者針對2009年莫拉克颱風做出人為歸因分析，研究指出人為氣候變遷「非常可能」造成莫拉克颱風的強度約有5%的增強，和「可能」（有 66％以上的機率）造成極端雨量至少增強10%[9]，並且平均雨量也有3.4-3.6%的增強[10]。雖現階段已有相關研究，但模式結果存在較大的不確定性，所以在引述時仍需小心，才能得到結果的適切性。

2022年06月27日
國立台灣師範大學地球科學系教授 陳正達

這篇預計發表在一份相當新的國際期刊《環境研究：氣候》的回顧、綜整論文，是以歸因的觀點分析討論氣候變遷對極端天氣影響的相關議題。雖然在聯合國政府間氣候變遷專門委員會（Intergovermental Panel on Climate Climate, IPCC） 最新的第六次氣候變遷科學評估報告中，已有專章探討在變遷氣候中的極端天氣與氣候事件。不過這篇論文特別著重在極端天氣所造成的影響，究竟有多少可以歸咎於氣候變遷，有更深入的剖析。

研究所討論的極端天氣事件包括熱浪、豪雨所導致的洪災、乾旱、野火與熱帶氣旋，文中除了量化評估過去極端天氣的影響與人為氣候變遷的關係之外，也討論評估過程的問題與侷限。特別是需要更廣泛、精確地記錄全球各地極端天氣所造成的影響，持續增加各地區不同極端事件的歸因分析研究。同時在歸因量化探討中除了討論造成極端天氣影響變化的氣候驅動因子之外，也能進一步加入非氣候因子的貢獻分析。

由於發生極端天氣事件的條件往往相當複雜、特殊，並無法與所在環境背景的氣候變遷有直接關聯，所以傳統上氣候變遷是否對極端天氣事件的發生頻率與強度變化有影響，必須透過大量的統計採樣與極值分析來確認。因此理論上的確無法直接認定某個極端天氣事件是由於氣候變遷造成的，例如就跟只丟一次骰子，不可能知道骰子是不是有灌鉛；或是只看棒球選手一次的打擊結果，不可能知道選手是不是有服用禁藥以提升成績。

但是極端天氣事件即使是在長期氣候紀錄中，發生的頻率還是可能有限，所以目前極端事件歸因科學研究的分析架構，往往必須在同一個模式下，設定不同的環境條件數值，計算出大量的系集模擬結果，再找出模擬結果在統計機率分布上的差異，就跟藥物、疫苗的臨床實驗，也需要大量人員參與，來找出藥物、疫苗對於多數人是否有效。

所以並沒有簡單、快速的指標可以判斷極端天氣事件是否與氣候變遷有關。不過目前大量的氣候變遷研究的確可以提供一些可能用以判別的特徵，如果現象與已知的特徵一致，可以增加歸因的信心度，但是不能百分之百確定。

研究中雖然提到極端天氣事件能否歸因於氣候變遷，存在著地域差異，不過科學分析的架構並沒有太大的不同。當台灣地區有極端天氣事件發生時，當然也可以在同樣的架構下進行歸因研究，不過必須確認所用的觀測資料、極值分析與模式模擬極端天氣事件的能力，配合極端天氣事件對台灣區域人民生命、財產的影響分析，就可以進行氣候變遷影響歸因分析。

不過就如同研究所指出，需要更廣泛、精確地記錄台灣各地極端天氣所造成的量化影響，例如對於乾旱事件經濟損失的估計。此外即使是台灣熟悉的颱風，所造成的影響或損失也未必與颱風的強度與降雨量有直接的相關，必須有進一步影響評估的方式。

2022年06月27日
台灣師範大學地球科學系教授 王重傑

各種天氣或短期氣候的極端事件，每年在世界各地造成嚴重的生命財產等災害損失。在當前全球暖化的氣候變遷背景下，這些事件的長期變化趨勢、乃至於它們在未來氣候下的走向變化推估，已成為社會大眾重視、或至少感興趣的議題。本篇研究的作者克勞克（B. Clarke）等人，在此論文中回顧了目前科學家所知氣候變遷對五種不同極端天氣災害⎯熱浪（高溫）、暴雨、乾旱、野火、熱帶氣旋（颱風）⎯的影響，以及這些災害的發生在何種程度上能夠歸因於氣候變遷。

首先，這是一篇回顧論文，也就是作者並沒有進行自己的獨立研究，而是大量引用他人的研究結果，針對各類極端災害整理歸納出專家的主流意見，以幫助讀者快速認識學界對於該議題的瞭解、以及目前此類歸因研究所可能遭遇的瓶頸與困難。論文中，就經常引用到「政府間氣候變遷專門委員會」（Intergovernmental Panel on Climate Change，簡稱為IPCC）最新的第六次評估報告（Sixth Assessment Report，簡稱為AR6，2021年出版）的看法，以及該份報告中所引用的論文與研究。

全球氣候變遷是一個相對緩慢的長期趨勢，所代表的是背景基準線的逐漸變化。在這裡面，大氣內還有很多各種不同週期長度、或大或小、或快或慢的變化。相比之下，論文中所討論的五種極端天氣災害事件的長度就明顯短了許多，大約從最短一、兩天（例如暴雨）到最多數年之譜（例如長期乾旱）。對於短的天氣事件來講，很顯然的，短期的變化才是驅動它發生的主要原因，而氣候變遷的角色則是改變它發生的頻率和劇烈程度。舉例來講，假設在未來一個平均比現在暖2^oC的氣候裡，在現在達到40^oC的高溫熱浪，在未來就會達到42^oC，也就變得更加劇烈。相似地，現在達到38^oC的熱浪，在以後都會達到40^oC，因此它的發生頻率也增加了。

由於人為的暖化主要是溫度與水氣含量的增加，因此就如這裡的例子，極端高溫事件是最直接可以受到全球氣候變遷影響的，故科學家對於氣候變遷導致它們在全球各地的增加趨勢也具有較高信心。相對地，暴雨的增加趨勢，以及海溫與水氣增加而使得強烈熱帶氣旋的頻率增加，則是具有中等程度的信心。在許多地方，野火和嚴重乾旱的機率也是上升的。但是，特別是對後者而言，由於乾旱不單純是降水多寡的問題，也與人類的用水行為有關，且很多乾燥地區由於資料缺乏，因此並不容易評估氣候變遷對某些特定事件的影響程度，平均的信心也較低。

參考資料：

[1] IPCC, (2012), "Managing the Risks of Extreme Events and Disasters to Advance Climate Change Adaptation. "

[2]臺灣氣候變遷推估資訊與調適知識平台，〈氣候知識：氣候變遷與極端氣候有何不同？兩者之間有因果關係嗎？〉。（2022.06.27檢視）

[3] National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine. (2016). Attribution of Extreme Weather Events in the Context of Climate Change. Washington, DC: The National Academies Press

[4] 陳佳正、盧孟明，（2007），〈台灣極端降雨氣候事件判定方法〉，《大氣科學》35(2): 105 - 117

[5]洪致文、施明甫，（2017），〈台灣氣象乾旱指數的建立與嚴重乾旱事件分析〉，《大氣科學》45(2): 145-165

[6]陳宏宇，許晃雄，（2017），《臺灣氣候變遷科學報告2017：臺灣氣候的過去與未來》，新北市：國家災害防救中心出版。

[7]Kueh, M-T, et. al. (2017). "Climate variability of heat waves and their associated diurnal temperature range variations in Taiwan." Environmental Research Letters.

[8]駱世豪、陳正達，（2021），〈臺灣熱浪特性受人為影響的量化歸因分析〉，
《大氣科學》49: 1-29。

[9]駱世豪，（2021），《人為影響對2009年莫拉克颱風極端降雨變化的歸因分析》國立臺灣師範大學地球科學系：博士學位論文。

[10]Wang, C.-C., et. al. (2019). "How much of Typhoon Morakot's extreme rainfall is attributable to anthropogenic climate change?." International Journal of Climatology.