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關於研究本身：

2020年11月12日，《科學報告》（Scientific Reports）刊登了一篇研究論文：〈地球系統模型顯示永凍層會持續融化，即使2020年停止排放所有的人為溫室氣體〉（An earth system model shows self-sustained melting of permafrost even if all man-made GHG emissions stop in 2020）。

該研究以作者自行設計的地球氣候解釋模型[1]（Earth System Climate Interpretable Model, ESCIMO）來模擬1850年至2500年全球氣候系統發展，並以全球暖化是否已超越無法回復的臨界點，為核心研究問題。為此作者模擬兩種人為溫室氣體的排放情境，以回答研究問題。情境一，假設人類可以在2100年將人為溫室氣體排放減為零（最可能達到的減排狀況）；情境二假設到2020年人為溫室氣體排放已經減為零（極端狀況）。兩個情境都顯示，到2500年全球平均增溫約為攝氏3度，平均海平面上升幅度超過2.5公尺。

因此這份研究認為現在就已經超過全球暖化的臨界點，即便立即停止排放所有人為溫室氣體，也無法挽回全球暖化的趨勢。這是因為永凍土融化導致地表反照率（surface albedo）下降、大氣中水蒸氣含量增加；即便停止排放人為溫室氣體，但因為永凍土融化會排放二氧化碳與甲烷，海洋與生物質所吸收的二氧化碳也無法讓持續增加的全球平均溫度停下，導致永凍土持續融化，形成自我融化的循環。

研究原文：Randers, J and Goluke, U. (2020). “An earth system model shows self-sustained melting of permafrost even if all man-made GHG emissions stop in 2020.” Scientific Reports, 10: 18456.

國外氣候科學家對此有不同的觀點，主要論點如下：

1. 這篇研究採用簡化模型，難以涵蓋地球系統的真實狀況，導致模擬結果的落差。

「這是使用像玩具一樣的模型做出來的調查，應該很有趣，但是在使用更複雜的氣候模型調查研究論述前，不應該這樣宣傳。」倫敦帝國大學格蘭瑟氣候變遷研究所所長　布萊恩．霍斯金斯[2]

「這個研究結果需要用IPCC報告中更複雜的氣候模型來確認，因為這個結果來自單一的模型，且這個模型並不像一般氣候模型經過嚴格的交叉檢查和測試。」倫敦大學學院氣候學教授　馬克．馬斯林[3]

「論文本身並未明確說明與真實世界的連結，僅提出一個模型模擬出的簡單結果。研究採用的模型並非IPCC預測用的主要模型，也沒有顯示出真實氣候系統的實際狀況。事實上這個研究模型的許多物理過程，直接與更成熟且經過廣泛評估的氣候模型矛盾。」艾希特大學氣候影響研究負責人兼主席兼英國氣象局研究員 理查德．貝茨[4]

「我認為重要的幾點警告是：首先這篇研究僅採用一個複雜度低的模型。其次，與這篇研究相比，目前最先進的生物地球化學模型可以更細緻的模擬未來從永凍土釋放增加的碳。這表示這篇研究的模型沒有妥善控制永凍土融化的過程和相關的反饋（feedback）。」坎特伯雷大學環境物理系副教授　勞拉．雷維爾[5]

「這篇研究實際上使用的是『低複雜度模型』，該模型僅含括氣候系統的廣泛特徵。這個模型下，氣候暖化的原因是當冰融化與永凍土融解，釋放二氧化碳與甲烷，使反照率（地球反射太陽光的比例）隨時間降低。眾所周知冰流失與永凍土融解是強化氣候變遷的因素，但不是以戲劇性的方式出現。ESCIMO模型總體上呈現氣候變遷『失控』的趨勢，部分原因是它放大了反照率下降對暖化的影響，以及因永凍土融解而釋出的溫室氣體數量。」惠靈頓維多利亞大學地理、環境與地球科學院院長暨IPCC第六次評估報告的主要作者之一　詹姆士．倫威克[6]

「雖然這樣的模型對於概念推論很有用，但預測結果必須受到極大的質疑。更真實的氣候模型可以解決海洋、大氣和碳循環的大規模動力學問題，且不會產生像作者基於非常簡單的模型所推論出的戲劇性改變。」賓州州立大學氣象學家　麥克．曼恩[7]

「這個模型並未明確包含大氣和海洋中，空氣和水的大規模流動。並高估了水蒸氣濃度，這會使模型推測溫度異常升高。這個模型的另一個主要的缺陷是高估了排放甲烷的升溫潛力，作者將甲烷視為未來升溫的主要驅力，但這樣會高估模型中甲烷濃度可能產生的升溫。」美國太空總署戈達德太空研究所氣候科學家　凱特．馬維爾[8]

2. 永凍土會融解（thaws）但不會融化（melt）。[9]

「永凍土融化並非正確的科學用語，永凍土會融解但不會融化。」艾希特大學氣候影響研究負責人兼主席兼英國氣象局研究員 理查德．貝茨[10]

「永凍土是融解而不是融化，永凍土所貯存的冰可能融化，但這與永凍土融解是非常不同的過程。」科羅拉多大學博爾德分校北極與高山研究所所長　梅里特．圖雷斯基[11]

3. 其結果與目前科學界對氣候變遷的理解相互矛盾。

「為了IPCC第六次評估報告而做的最新一輪氣候模型模擬顯示，如果立即停止排放溫室氣體，未來溫度上升的可能很小，也沒有任何跡象表示未來會重新開始暖化。如果按照《巴黎協定》減少溫室氣體排放，未來一個世紀氣候將會趨於穩定。有些事情，特別像是海平面上升和冰融化，會持續較長的時間，但速度會減緩。」惠靈頓維多利亞大學地理、環境與地球科學院院長暨IPCC第六次評估報告的主要作者之一　詹姆士．倫威克[12]

4. 過度宣稱氣候變遷的風險，可能不利實際推動氣候行動。

「宣稱世界不可避免的遭受失控的暖化威脅，而且減少排碳不能幫助我們，就像宣稱不必擔憂氣候變遷一樣，總能找到聽眾。但這些主張通常基於偏離現有脈絡的研究或數據，忽略了所有反對證據。在沒有證據支持的情況下，告訴世界我們注定要失敗，這不負責任也難以促進可以避免災難性暖化的緊急行動。」《氣候多數》（The Climate Majority）作者　里歐．巴拉西[13]

我們的小結：

整體而言，面對「全球暖化是否已超越無法回復的臨界點」的問題，作者從簡化模型的結果，認為答案為「是」。但其他科學家們認為作者採用簡化模型，難以涵蓋地球系統的真實狀況，導致模擬結果與當前氣候科學研究產生落差。當前氣候模擬的研究結果認為我們仍尚未超越臨界點，透過積極減碳、調適仍有機會減緩全球暖化帶來的災害。

此外，雖然科學家們主要在討論選用的模型適不適合、對於地球氣候的模擬是否足夠真實。但爭議點在於這篇研究的觀點，可能直接影響社會，若研究選用的氣候模型不夠貼近真實的情況，也可能導致公眾對減碳的意願與行動做出錯誤判斷。

• 本文由臺灣大學氣候變遷與永續學程專案助理教授謝宜桓協助審校

註釋與參考資料：

[1]編註：作者在2016年時，在《地球系統動力學》期刊（Earth System Dynamics）所發布的文章 “A user-friendly earth system model of low complexity: the ESCIMO system dynamics model of global warming towards 2100.”有更細部介紹此模型的運作方式。

[2]完整回應請參考Science Media Centre UK (2020). “expert reaction to study using a simulation to estimate how long global warming might continue for if greenhouse gas emissions are reduced to zero.

[3]同前註1

[4]同前註1

[5]完整回應請參考Science Media Centre NZ (2020). “Are we facing runaway climate change? – Expert Reaction.”

[6]同前註4

[7]Olivia Rosane (2020). “Are We Really Past the Point of No Return on Climate? Scientists Respond To Controversial New Study.” EcoWatch. Retrieval: 2020/11/20

[8]Daisy Dunne (2020). “Is the climate crisis pushing the world towards a ‘point of no return’?” Independent. Retrieval: 2020/11/20

[9]編註：由於永凍土的定義是指「至少連續兩年保持在攝氏0度以下的所有地球物質，包含土壤、沉積物、岩石和有機物等」。因此永凍土可能包含冰，也可能不包含冰。因此以melt這個用來形容從固體轉變為液體過程的詞描述永凍土融化的物理狀態並不適當。但這兩個英文詞，在中文都可以翻譯為融化，因為中文無字義上的差別，為了便於分辨，本文統一將thaw譯為融解；melt譯為融化。資料來源：Grosse, G., Romanovsky, V., Nelson, F.E., Brown, J., and Lewkowicz, A. G. (2010). “Why Permafrost Is Thawing, Not Melting.” Eos. 91(9): 87.

[10]同前註1

[11]Dharna Noor (2020). “Climate Scientists Debunk ‘Point of No Return’ Paper Everyone’s Freaking Out About.” GIZMODO. Retrieval: 2020/11/20

[12]同前註4

[13]同前註7