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議題背景：
台灣時間6月28日2:00，國際期刊《科學前緣》（Science Advances）發布研究指出，全球暖化的加劇，有可能讓雲霧帶和沿海地區的生態變得比較不穩定。本研究發現，全球的雲霧帶山區和沿海地區具有「溫濕度的日遲滯現象」。研究作者國立臺灣大學大氣科學系教授羅敏輝指出，這種「日遲滯現象」能有效減緩大氣乾燥程度，降低植物面臨的壓力，營造出較穩定的生存環境。然而，加劇的全球暖化正在減弱這類遲滯效應，長期下來，可能威脅雲霧林生態系的生物多樣性。
研究團隊以臺灣棲蘭（雲霧林）和蓮華池（非雲霧林）兩個觀測站為基礎，進一步分析全球觀測資料，發現這種日遲滯現象主要出現在海拔800-3600公尺的山區，以及靠近水體的地區。雖然全球僅有不到5%的觀測站出現此現象，但這些區域多為雲霧森林和依賴霧的生態系統等生物多樣性熱點。全球暖化使得雲霧林的溫溼度變化越來越同步，可能影響雲霧林生態。
研究原文：Ching-Hung Shih et al., Impact of diurnal temperature and relative humidity hysteresis on atmospheric dryness in changing climates.Sci. Adv.11,eadu5713(2025).DOI:10.1126/sciadv.adu5713.
台灣科技媒體中心邀請大氣科學和森林研究領域的專家解析本研究的意義，以及我們可以如何進一步應用這個研究的發現。
2025年06月28日
國立臺灣大學大氣科學系/氣候變遷與永續發展國際學位學程教授 羅敏輝（本研究通訊作者） / 國立臺灣大學大氣科學系博士生 施璟宏（本研究第一作者）
過去的研究普遍認為，氣溫與相對濕度在日變化上呈現同步關係：當白天氣溫上升時，相對濕度會隨之下降，反之亦然。這樣的關係使得大氣中的蒸氣壓差，通常在氣溫達到最高點時出現峰值。然而，我們在臺灣棲蘭雲霧森林區觀測到一項特殊現象：相對濕度的最低點出現時間早於氣溫的最高點，兩者之間的週期變化在時間上並不同步。我們將此現象稱為「溫濕度的日遲滯現象」。此現象改變了蒸氣壓差的日變化模式，進而對當地的水文循環與能量循環產生影響。
受到棲蘭觀測的啟發，我們進一步擴大研究範圍，分析全球觀測站與再分析資料，系統性探討哪些地區具有類似的溫濕度日遲滯現象。結果顯示，這些站點多半集中於山區與水體附近。我們也發現四個全球熱點區域：安地斯山脈、喜馬拉雅山脈、西南阿拉伯半島與新幾內亞島。這些地區多為雲霧森林或雲霧頻繁出現的地帶，不僅具有高度生物多樣性，也和棲蘭有相似的日變化特徵。這些遲滯現象可能受到山谷風或海陸風挾帶水氣與當地地表蒸發的調節，使溫度與濕度的日變化出現時間差。
進一步的分析顯示，這種日遲滯現象能有效減緩大氣乾燥程度，降低植物面臨的蒸氣壓差壓力，進而營造出較穩定的生存環境。然而，隨著全球暖化加劇，這類遲滯效應正呈現減弱趨勢。原本具備緩衝功能的區域，若喪失這層「保護機制」，可能面臨更嚴重的大氣乾燥與生態衝擊，並提高極端天氣事件發生的風險。因此，具有日遲滯現象的熱點區域不僅值得持續關注與監測，也可能成為預警未來氣候風險的重要指標。
2025年06月28日
中央研究院環境變遷研究中心副研究員 陳奕穎
本研究探討的遲滯效應，是在描述物體在含水量變化時所呈現的物理性質改變。以土壤為例，土壤水勢壓會隨其含水量的增減而變化。然而，在乾燥過程中，土壤含水量與水勢壓的關係會形成一條特定的曲線；而在濕潤過程中，兩者的關係則會形成另一條不同的曲線。這兩條曲線不會重合，顯示出遲滯現象。此一物理現象在20世紀由美國物理學家埃德加．白金漢（Edgar Buckingham）透過無因次分析，建立了第一條水分持留曲線，並在水利與土木工程領域獲得廣泛應用。
本研究進一步將此概念拓展至近地表的大氣邊界層。研究團隊利用了自臺灣雲霧林棲蘭山與非雲霧林蓮華池的微氣象資料，驚訝地發現近地表大氣也存在遲滯效應，具體表現為日循環溫度變化對應於空氣濕度的遲滯反應。這可能是第一次在大氣研究的領域被報導出來。臺大團隊進一步透過全球氣候資料分析，確立了此關係確實存在於高山雲霧帶中，突顯了其獨特之處。此外，研究也指出氣候變遷正加劇雲霧帶的上升，導致其總面積逐漸減少。
未來氣候相關研究工作將仰賴模式建構與預測。然而，現有模式在描述近地表遲滯現象方面的能力仍顯不足。未來若能透過模式發展，例如：借鑒白金漢定理建立植被水分持留曲線，並將此遲滯特徵納入現有氣候模式中，有望顯著提升模式對於氣候變化的詮釋與預測能力。
2025年06月29日
國立臺灣大學生物資源暨農學院實驗林管理處研究員 賴彥任
霧是源於地面空氣中的水氣達到飽和後凝結成液態水滴，造成能見度降低至1公里以下的現象。它不僅是特殊形式的水平降水，為森林生態系補充水分，更具備如同太陽傘般削弱太陽輻射的功能。經常發生霧的森林，又常稱為「雲霧林（Cloud Forest）」，多分布於熱帶至亞熱帶、位於南北回歸線以內的山區。正因具備上述功能，此類區域往往孕育極高的生物多樣性。
本研究以臺灣的兩座通量塔觀測資料為起點，分別位於雲霧林（棲蘭）與非雲霧林（蓮華池），揭示只有雲霧林地區在白天溫度與相對濕度的日變化間存在明顯「遲滯現象」──亦即濕度最低與溫度最高的時間點錯開。這種現象反映了雲霧林具有大氣濕度緩衝的第三項環境功能，使得生物在其中得以維持「舒適圈」，進而促進生物多樣性的豐富。
研究進一步發現，全球具備此類遲滯特性的地區皆與雲霧與霧頻繁出現的區域高度重疊，例如臺灣、安地斯山脈、新幾內亞、高地阿拉伯地區等。氣候模式模擬結果指出，未來全球暖化將削弱此一遲滯現象，導致大氣蒸氣壓差（VPD）上升幅度擴大，可能對雲霧林生態系造成衝擊，並減弱其碳吸存能力。
本人長期關注溪頭通量塔的觀測與分析。溪頭位於臺灣雲霧林的海拔下限，亦為極受歡迎的森林遊樂區。近年氣候變遷與遊憩壓力造成明顯氣溫升高、太陽輻射增強與霧日數下降等變化。透過此研究揭示的遲滯現象，可進一步作為氣候變遷影響指標，利用溪頭資料驗證其變化趨勢並深入了解調節機制，為未來雲霧林監測與適應策略提供重要依據。
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