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更新日期:106年6月7日

大雪山樹輪解開臺灣八百年夏秋季颱風秘密「中太平洋型聖嬰」紀錄

大雪山樹輪研究─影響臺灣春雨和夏秋季颱風的八百年「中太平洋型聖嬰」紀錄,沈川洲教授參與國際合作成果榮登《Nature Communications》。地質科學系沈川洲特聘教授參與國際近代氣候研究,利用臺灣大雪山紅檜樹輪纖維素的氧同位素紀錄,重建「中太平洋型聖嬰」818年來的歷史。其研究發現,1990年以來,中太平洋型聖嬰的振盪幅度與強度,是過去八個世紀以來最為明顯的時期,同時造成臺灣春雨減少。中太平洋持續異常高溫也改變了夏秋季太平洋颱風的生成與路徑,對臺灣造成威脅。這個正在改變臺灣降雨型態的中太平洋型聖嬰研究已於5月30日在國際著名的「Nature Communications (自然通訊)」期刊發表。

太平洋赤道地區,東邊的氣壓場常年高於西邊,東風盛行;東太平洋含豐富營養鹽的底層冷水上湧,吸引大批魚群聚集,造就南美洲西岸的發達漁業。當東風減弱,甚至轉為吹西風,東赤道太平洋上湧的底層冷水變少,海水溫度上升,魚量減少,使漁業受到相當大的損失。因為常發生在聖誕節前後,秘魯漁民稱之為「聖嬰」。聖嬰現象往往造成全球各地災難,例如印尼與澳洲北部乾旱…(全文詳網頁)

與火災,智利和秘魯則會有豪雨肆虐;但對臺灣氣候的影響則各有說法,較不明確。相較於上述的「東太平洋型聖嬰」,有另一種型態的聖嬰現象,稱為「中太平洋型聖嬰」,對臺灣降雨則有較大影響。

1984年畢業於臺灣大學大氣系,現任教於加州大學爾灣分校的余進義教授與其研究團隊在2009年,發現有一種較侷限在赤道太平洋西部與中部發展的氣候變化,西風僅會從西邊吹到太平洋中部,造成中太平洋海水溫度異常上升,稱為「中太平洋型聖嬰」。臺北市立大學洪志誠教授在2011年統計發現,不同於東太平洋型聖嬰,中太平洋型聖嬰發生時會形成較多的夏季颱風,而且秋季颱風路徑會常經過臺灣。沈教授參與的研究中指出,在八個中太平洋型聖嬰年 (1987, 1991, 1992, 1993, 1995, 1997, 2002, 2005),南亞與西太平洋三、四、五月的春雨會明顯減少,中央氣象局的資料顯示,臺灣各地至少短少20%;但這僅僅數十年的觀察,不足以瞭解長期中太平洋型聖嬰的演化,以及對臺灣長期降雨的影響。

沈川洲教授表示,樹輪研究團隊於2008年在大雪山鑽取共29棵紅檜樹芯標本,分析其中16支樹輪纖維素的氧同位素紀錄,重建中太平洋海水表面溫度與中太平洋型聖嬰從1190到2007年,共八個世紀的變化歷史。

結合現代資料與前人氣候模擬,大雪山樹輪紀錄顯示,近二十餘年來,中太平洋海水表面溫度顯著升高,而中太平洋型聖嬰在過去八個世紀中,是強度最為明顯,振盪幅度最為激烈的時期。這種現象很可能是因為人類大量使用化石能源,造成數十年來大氣中的溫室氣體含量不斷上升,導致中太平洋海水表面溫度升高所引起。

大氣的二氧化碳濃度從十八、十九世紀工業革命前的百萬分之280,到2015年已經超過百萬分之400,創三百萬年以來的新高。沈教授揣測,如果氣候模式不變,未來中太平洋型聖嬰現象,受人為的大氣溫室氣體濃度升高影響,很可能會再加劇,臺灣春雨也許會繼續減少,假若如此,入春後遲緩的降雨將使旱象更加惡化;此外,夏季颱風的形成與侵襲臺灣的秋季颱風機率也會相對增加。沈教授主導的2012年研究也發現,正處於高溫期的南太平洋海溫,會造成臺灣夏季的強降雨 (“Sea surface temperature variability in the southwest tropical Pacific since AD 1649”, 2012, Nature Climate Change, Vol. 2, doi: 10.1038 /nclimate1583)。這些證據顯示未來臺灣夏秋季降雨有可能更趨猛烈,我國需要更加強防災與救災之應變對策與工作。

這項國際研究主要參與人員,包括西安地球環境研究所劉禹研究員以及亞特蘭大喬治亞理工學院Kim Cobb教授。我國參與合作者除地質系沈教授外,還有高雄東方設計學院李慶堯教授與嘉義大學詹明勳教授;另有來自香港、日本、瑞典等,總共11個團隊參與這項十年磨一劍的研究工作。

這個正在改變臺灣降雨型態的中太平洋型聖嬰研究成果,是由科技部卓越領航與臺大前瞻計畫資助完成,全文請參閱5月30日「自然通訊」 《Nature Communications》: 2017, 8, 15386, doi: 10.1038/ncomms15386. Recent enhancement of central Pacific El Niño variability relative to last eight centuries。https://www.nature.com/articles/ncomms15386。

聯絡人:沈川洲教授

聯絡電話(公):02-3366-5878

手機 0972-005-293

電子郵件信箱:river@ntu.edu.tw

  • 研究團隊合影

    研究團隊合影

  • (A)西元2004-05年中太平洋型聖嬰發生時,海表水溫異常圖(B) 八個中太平洋型聖嬰年時,全球三、四、五月降雨異常量圖

    (A)西元2004-05年中太平洋型聖嬰發生時,海表水溫異常圖 (單位: oC) (修改自Capotondi et al., 2015)。(B) 八個中太平洋型聖嬰年 (1987, 1991, 1992, 1993, 1995, 1997, 2002, 2005) 時,全球三、四、五月降雨異常量圖(單位: 0.1毫米/天)。紅點為臺灣各地,三個月降雨減少20%或更多。

  • (A) 海表水溫異常變化圖 (單位: oC) 及 (B) 海表水溫震盪變化圖。

    大雪山紅檜樹輪纖維素氧同位素重建自西元1190到2007年間中太平洋 (A) 海表水溫異常變化圖 (單位: oC) 及 (B) 海表水溫震盪變化圖。紀錄顯示1990年以來,中太平洋的海表水溫與振盪幅度(淺藍色線),是過去八個世紀以來最高與最激烈的時期。

  • 正在鑽取樹芯標本的地質系沈川洲教授

    正在鑽取樹芯標本的地質系沈川洲教授

  • 鑽取樹芯標本之取樣

    鑽取樹芯標本之取樣

  • 樹芯標本

    樹芯標本

  • 生長超過千年的臺灣檜木

    生長超過千年的臺灣檜木

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