【專訪】中研院研究員許晃雄:逃過這次大旱還有下次!台灣的水資源困境不容樂觀

【專訪】中研院研究員許晃雄:逃過這次大旱還有下次!台灣的水資源困境不容樂觀
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我們想讓你知道的是

臺灣在2021前半年面臨嚴重的乾旱,中南部水情緊縮。由此可見,氣候變遷議題,已經廣泛到影響所有人,國內研究顯示,臺灣未來降水時期的不平均會更極端,乾旱時間可能延長、而豐水期則降雨強度變大,面臨豪雨或暴雨更嚴重的狀況,並加劇淹水與土石流的威脅。

採訪撰文|陳亭瑋
美術設計|林洵安

「地球模擬器」與氣候變遷

台灣在2021前半年面臨嚴重的乾旱,中南部水情見紅,讓在地居民相當憂心。這次乾旱是否就是氣候變遷的結果?中研院環境變遷研究中心許晃雄特聘研究員指出,氣候系統極端複雜,不宜驟下結論。那麼,科學家是如何評估氣候的?首先需要處理複雜運算的「地球模擬器」,而許晃雄就是「台灣地球系統模式」的主要推動者。如何用氣候模式看待乾旱?透過研之有物專訪一起瞭解。

未來還會有乾旱嗎?

佇立在桃園石門水庫的土地公廟與酋長石,隨著枯水期蓄水吃緊,奇景完整浮現在遊客面前;旱象之下日月潭持續乾涸,手機、車牌、乾隆年間的墓碑以及邵族沉沒的大型獨木舟也陸續在潭底被尋獲。

2021前半年,台灣遭遇號稱百年最大乾旱,中南部連續「好天氣」未有降水。事情要回到深受疫情影響的前一年,2020的初夏梅雨少落,夏秋颱風罕見地過門不入,翻年受高壓影響春雨只走了個乾巴巴的過場。解除旱象始終要看老天爺的臉色,而推估未來的氣候走向,則是中央研究院「環境變遷研究中心─人為氣候變遷專題中心」的核心任務。

「長期來看,未來下雨的情況,台灣的水資源、自然災害的情況都容不樂觀。」中研院環變中心特聘研究員許晃雄認為,依據氣候變遷推估的情境,雖然本次為號稱百年一遇的大旱,但未來類似的旱象極可能更加頻繁。今年的旱象應該視為水資源管理的重要警訊,提醒台灣全體及早為了氣候變遷做出適當的因應。

規劃因應對策之前,首先當然需要了解在氣候變遷的情境下,台灣的氣候將面臨哪些變異與變遷。自2010年起,以中央研究院環變中心為核心,在科技部的支助與中研院的支援下,聚集台灣多所大學的研究人員,組成了「氣候變遷研究聯盟」,以建立台灣氣候變遷模擬與詮釋所需的關鍵能力。除了自行研發改進「氣候模式系統」,也利用此模式研判氣候變遷與極端天氣未來將帶來的衝擊。

金門乾旱小麥歉收 農委會補助(1)
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科學家如何「算計」氣候系統?

氣候模式是什麼?又如何估算未來氣候狀況呢?

「(氣候模式系統)有點像是用電腦語言建一個『地球模擬器』,電腦基本上可以模擬我們觀測到的現象,比如說大氣、環流、海洋、水循環、雲。」許晃雄說明,透過將地球在水平方向切割成數萬個網格(每格約60~100公里)與垂直方向數十層,就可用超級電腦進行模擬、計算出每個網格的氣候狀況。

許晃雄表示,全世界目前有約40~50個「地球模擬器」,但還沒有公認模擬或推估能力最完善者,各單位的成果各有長處與短板。現階段如聯合國政府間氣候變遷專門委員會(Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC)撰寫氣候變遷評估報告的時候,通常會採用類似「多數決」,同時使用多個模式,以多模式模擬和系集模擬(ensemble simulation),獲得重要的預估資料。

現有的諸多氣候系統模式均投入了許多科學家的努力,但離完美模擬還有很長的一段路要走。由地球科學的角度來說,地球可以被分成大氣、冰雪、水、陸地、生物等五項子系統,這五項系統的交互作用,都會影響地球的氣候。因此考慮這些子系統間相互影響的物理過程,根據物理、熱力、化學定律組成的方程式,編寫成電腦程式,就可以在超級電腦上模擬大氣、陸地、海洋隨時間的變化。但是,全球氣候模式的解析度仍不夠精細,每格網格大小為數十到百公里,在此一尺度上,無法處理較小尺度、但極重要的物理過程(如大氣輻射、對流、氣膠、雲等),都需要將之以參數簡化,這也造成不夠精確的氣候模擬結果。

「像是在原本的氣候模式裡面,很難定義『一朵雲』。」許晃雄說明,區域天氣中很重要的雲朵、地形輻射等因素,在原本的參數裡都難以精準呈現。而這也是許多科學家持續努力的目標,在此,台灣的研究團隊自然也沒有缺席。

台灣「氣候變遷研究聯盟」團隊在有限的人力物力之下發展「台灣地球系統模式」(Taiwan Earth System Model,TaiESM,解析度約 100 公里, 無法模擬颱風),以既有的美國國家大氣研究中心「社群地球系統模式」(CESM1)與美國海洋與大氣地球物理動力實驗室「高解析大氣模式」(HiRAM,解析度約 25 公里, 可以解析颱風)為基礎,再納入台灣特有研究專長的模組,改善大氣物理參數化,以及海洋模組的調整。

舉例來說,TaiESM 的特色之一,即是納入台大大氣科學系自行研發的「雲與氣膠」模組,在運算中大幅改善了對於氣膠與雲的微物理交互作用的模擬能力;還有中研院環變中心的三維地形對太陽輻射的吸收,雲量的模擬與對流的啟動機制;此外關於海洋模組,中興大學發展出「海氣交互作用」模組,對於一維雪、冰、海洋模組有極高的解析度,並且耦合全球大氣模式後,可以成功呈現許多氣候模式都無法恰當模擬的熱帶「季內振盪」(Intraseasonal Oscillation,ISO),其對於全球天氣氣候影響僅次於聖嬰現象。

許晃雄分享,雖然「台灣地球系統模式」建置的研究人力與資源遠不如國外相關的團隊,但已在短短的十年間獲得不錯的成果。近年已經加入世界氣象組織轄下世界氣候研究計畫中的「耦合模式比對計畫」(Coupled Model Intercomparison Project,CMIP)第六期計劃,台灣成為少數有能力模擬與推估長期氣候變遷的國家,並且將貢獻相關成果給全世界。TaiESM還有不少需要改進的地方,但是與全球數十多個模式評比發現,TaiESM 模擬現代氣候的表現與全球領先的地球系統模式相比,並不遜色。

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Photo Credit: 中央社

複雜就是台灣氣候系統的特色


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我們想讓你知道的是

「當你摸到、穿到面料好的衣服,身體會記住那種舒服的觸感。」孩子的美感力無須刻意培養,而是讓孩子有意識地沈浸在美的環境裡。

很多大人很早就遺忘自己曾經是個孩子,直到我們孕育出自己的孩子。

據幼兒教育研究者Petr G. Grotewell和Yanus R. Burton的書籍出版觀察,「嬰幼兒」比任何人類其他年齡層更能夠全面體驗生活。這歸咎於2歲前的孩子大腦正處於快速開發期,這階段同時也是兒童建構自我的關鍵時期。若能讓孩子處於探索和嘗試新事物的環境,不僅有益於孩子的身體發育,也有助於培養、形塑孩子的美感。

沈浸式教育,幫孩子的美感從小打底

「當你摸到、穿到面料好的衣服,身體會記住那種舒服的觸感;當你吃到美味的食物,嗅覺和味覺會記得那個味道;當你看見美的東西,你會用五感記住那種感覺。」魏羣芳於2016年創立有機棉童裝品牌寶貝友(baby baby cool,簡稱bbc),她擁有廣告造型師的身份,更是一位在意孩子美感教育的母親。

創立bbc即是她的回答:「我們無須刻意培養孩子的美感,而是讓孩子有意識地沈浸在美的環境裡。」

bbc的設計理念相當簡單,就是健康、舒適及美。聽起來簡單,實際上做起來卻相當不容易,除了好看好穿,魏羣芳更在乎的是孩子的感受;不僅要讓孩子穿起來好看,更要同時穿得舒服又健康安全。

孩子的肢體語言,決定衣服是否生產

魏羣芳強調,「觀察孩子的表現非常重要,無論孩子是否會說話,都會用肢體語言和表情告訴你,他們喜不喜歡、舒不舒服。」她分享bbc的設計過程,每個服裝款式平均修改二到五次,因為必須讓每款設計都通過孩子的試穿考驗。

「試穿的目的是讓孩子忘記有穿衣服,而一件衣服的最終定案,經常是孩子穿上後喜歡到不想脫下來,才算是完成設計進入生產階段。」

她分析無論大人小孩,好的服裝版型穿起來就是有精神和有自信。bbc從打版到生產皆Made in Taiwan,在設計上運用成人時尚的拼接概念,呈現兒童服裝的玩味設計感,跳脫傳統卡通圖案或兒童內著感的設計。在實用性上,除了更符合身體曲線的立體剪裁,更以燙標取代車標,不傷害孩子稚嫩的肌膚,也在領口、褲口等處增加彈性織帶及皺褶設計,大幅提升嬰幼兒服飾的美觀及耐用度。

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安心健康的第一道防線,來自母親的愛

服裝是接觸孩子肌膚的第一道防線,健康安全卻是最容易被忽略的環節。bbc特別採用安全無毒、100%日本進口的頂級有機棉作為面料,更通過全球公認最嚴格、符合歐盟最高標準的GOTS有機棉紡織認證;以確保bbc使用品質最穩定的有機棉,且無殘留農藥、落葉劑等神經毒,金屬副料如金屬釦、拉鍊和織帶,也同樣使用經過檢測安全無鎳、無重金屬的安心材質。

在商品面如此講究,就是因為魏羣芳同時也是一個母親的身份,讓bbc不單只是一件衣服,更象徵著一位媽媽如何愛孩子的實際行動。自創業初期,她從驚嘆布料分級的數十倍價差,一直到發現棉花農藥是一般農產品的8倍,布料上殘留的毒化物和化學藥劑,還會透過皮膚囤積在寶寶的肝腎肺腦,甚至引發皮膚過敏或氣喘症狀,從而決定以「100%有機棉」作為品牌面料。

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然而少了化學纖維,100%純棉衣物容易變形;為解決支撐度的問題,魏羣芳最後決定採用相當費時耗工的「3D立體剪裁」工法製作。不僅讓bbc的衣服剪裁和比例更好,也連帶延長了衣物壽命,為孩子打造出舒適、立體且時尚有型的服裝。

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一衣多穿,bbc創造精品童裝的永續價值

「很多媽媽跟我們說,小朋友很快就長大,衣服要一直買很浪費。」孩子成長速度快,買貴了怕浪費、買便宜又擔心品質,魏羣芳對於天下母親都有的隱性擔憂,提出的解法最令人激賞。bbc希望倡導「一衣多穿」的觀念:「一樣的錢不用買很多件,買三件不如買一件好的,好好的穿、在不同場合穿,而且可以穿很久,讓衣服發揮最大效益。」魏羣芳自己很多衣服都穿10年以上,與bbc品牌理念的交疊處,就是經典設計和耐用的優質面料。

經典設計和耐用面料,讓bbc的童裝創造出更多永續價值;其經典時尚的設計元素,讓孩子的同一件衣服擁有多場合搭配性,正式或休閒風格都可駕馭。甚者,以往孩子穿大一號衣服時容易顯得像在「穿布袋」,bbc讓大一號看起來像在穿洋裝,一直穿到看起來是件上衣。而新生兒的包屁衣,其他品牌只做3、5公分一段,bbc做到10公分一段;讓原本只有3個月至半年使用年限的衣服,拉長至一年或超過一年,兼顧美學與實用性。

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bbc更將嬰幼兒的衣服效益發揮到最極致,「我常說我們的衣服要做到這麼好,就是大的穿完小的穿,小的穿完還可以送給別人穿。」bbc更與社福基金會合作,將顧客汰換的衣物捐給育幼院的孩子,顧客也能獲得購物金回饋。bbc真正打造出精品童裝的永續價值,且不造成資源浪費,讓每位父母都能一同守護孩子的未來,珍惜保護地球環境。

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