氣候模型的不確定性

專題報導 07/01/2012


氣候實在是一個太過複雜的現象,牽涉到的變因太多。用模型估計氣候變遷的影響能力,已經逐漸達到極限,其結果只會變得愈來愈不確定。與其坐等模型變得準確才開始行動,我們一方面應當改變我們解讀模型結果的方式,另一方面則該要求政治人物擬定具體的政策目標,而不能老是拿測不準的模型當擋箭牌。

政府間氣候變遷小組(Intergovernmental Panel on Climate Change,簡稱IPCC)第五次氣候科學主要評估報告,將在二○一三年出爐,值此之際,氣候科學家在公共形象塑造上,面臨重大挑戰。目前氣候科學家採用的氣候模型,在我們所了解的複雜氣候成型因素中,加入了非常多的改進因子,反而造成預估結果更大的不確定性。不論對社會大眾或是決策者而言,科學對於氣候變遷的了解能力好像愈來愈差,而不是更能看清楚真相。

科學家必須選擇如何解釋這樣的現象。當務之急,應該讓社會大眾和決策者了解,氣候模型的預測能力,或許已達到極限,不要再寄望能獲得百分之百正確的答案,現在要做的,就是採取行動,解決問題。

為何氣候模型預測未來的能力有限?首要原因在於,模型畢竟不是真實的,這雖再明顯也不過,卻經常被忽略。既為模型,先天限制就是無法掌握所有自然界可能發生的因素,即便宣稱考量了自然界因素,也常常未能全然了解各方因素的影響。加州大學聖地牙哥分校科學歷史學家奥利斯(Naomi Oreskes)及其同僚確信,這些先天上的限制,導致不可能靠氣候模型來證實天氣狀況。

我們可以藉由觀察現今使用的氣候模型,持續透露出的不確定結果,看出一些較具體、容易明瞭的問題。

在使用氣候模型時,最先被放進的數據之一是「預期在二十一世紀結束時大氣中累積的溫室氣體及浮質量」。此預估數字是根據一個經濟模型得來,而該經濟模型是根據對全球經濟環保化程度的許多假設所設,預測全球在一百年間的石化燃料用量。但二○○八年發生的經濟崩盤,突顯出無論花再多的成本,也難以預測經濟局勢。而經濟的難預測性,還只是冰山一角而已。

另一個較大的不確定性問題,來自全球氣候模型使用的加權因子。舉例來說,依據二○○七年由IPCC發布的評估報告,其分析方式係將經濟情境輸入二十幾個通用環流模型,其中每個模型各有其獨特設計及主要過程參數化,像是如何將納入雲層效應,且雖然以歷史紀錄測試模型時,發現其中有些模型在某些方面的表現,比其他模型好,但仍然都假定每個模型及其所得結果同樣有效。但由於這些模型中,有許多已經內建更高的空間解析度,所以在二○一三年公布的IPCC評估報告中,不同模型間及其所得結果的差異程度,將更為擴大。

從通用環流模型獲得的結果,經常被用來做出更為細緻的區域氣候模型,藉以預測各地環境變化。但是由於事實上,在短時間和小區域中降雨量就會有很大的變化,導致這些區域模型隱含更大的不確定性,也因此造成對未來可能狀況的臆測有很大差異,有些甚至相互矛盾。例如,為分析湄公河盆地氣候的詳細水文模型,採用了英國氣象局的HadCM3模型,結果預測河水每年流量變化範圍,從減少百分之五點四到增加百分之四點五,預估河水每月流量變化程度,則上下區間更大,從降低百分之十六到上升百分之五十五。面對氣候模型無法預測一條河流是會保有更多水量,或是流失更多水量的情況下,要提供決策者有關天氣的諮詢意見,更形困難。

科學界也有以「預估區域變化」為基礎數據,放入「影響模型」以估計對於人類生活品質所造成的影響。但是這些影響通常和所在特定社會的相對韌性較有關聯,反而和環境改變的程度較無相關。即使是用來檢視市場及非市場部門產生金錢成本,最先進的社會經濟模型,也無法將人類世界許多無法量化的重大災難,一一導入模型中。……(全文請參閱本期《知識通訊評論》)
【知識通訊評論月刊一一七期】2012.07.01

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