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赤道降雨帶北移非旱即澇
隨季節移動的赤道降雨帶，也隨著全球暖化移動，如果氣溫持續升高，降雨帶將北移，造成多處乾旱和水災。
撰文／薩克斯（Julian P. Sachs）、米佛德（Conor L. Myhrvold）翻譯／林筱雯
重點提要
■熱帶雨帶位在赤道北邊，環繞全球，一旦氣溫改變，就會隨著改變位置，並改變全世界的降雨型態。
■科學家從太平洋島嶼上的湖泊採集沉積物，發現雨帶目前位於北緯3~10度，這是1200年來最偏北的位置。
■以目前的暖化速率來看，雨帶在公元2100年前甚至可能再北移5度，厄瓜多、哥倫比亞等地的農田將陷入乾旱，影響數百萬人。
■美國西南部會變得越來越像墨西哥北部的半乾燥氣候，長期旱象有可能持續下去。
凌晨2點，漁船的引擎突然斷斷續續，然後停了下來，這是本次探勘即將脫序演出的第一個徵兆。沒有什麼比一片死寂更讓人不安了。搭乘小型漁船從北太平洋馬紹 爾群島出發、穿越大洋，突然間成了不智的決定。這趟科學探索之旅，到頭來卻把我們拋進另一個未知的世界，海浪不時輕拍船緣，只讓黑夜顯得更漫長。
我們是氣候學家，這趟探索之旅（最後平安結束）目的是幫助我們進行一件乍看之下不太可能實現的事：重建海面上的歷史降雨量。如果能重建歷史降雨量，就能更了解溫室氣體增加、氣溫升高、熱帶地區降雨等事件，會不會、又如何改變氣候型態，因此我們探索了太平洋上的許多島嶼。
太平洋的聖嬰、反聖嬰循環這種當代的氣候型態眾所周知，但地球的主要降雨型態一樣重要，卻不是每個人都聽過。這條帶來豐沛雨量的降雨帶位在赤道，環繞全 球，隨著陽光照射地球的角度，按季節向南或向北移動，雨帶移動的範圍叫做間熱帶幅合帶（Intertropical Convergence Zone, ITCZ）。
只要地球的溫度改變了（無論原因是入射的太陽輻射量或是溫室氣體濃度有改變），就會影響ITCZ。這道雨帶帶來降水，滋養赤道地區的農業，它對亞洲、非 洲、印度季風來說都很重要，對把熱由赤道傳送到極區的大型對流胞也很重要。ITCZ位置的變化，可能影響聖嬰和反聖嬰現象的頻率和強度、太平洋和大西洋颱 風季的長短和威力。如果因為ITCZ位置持續移動而改變了降水，就會嚴重干擾赤道地區的環境，影響將遍及全世界，而我們很有理由相信雨帶正在移動。
科學家本來並不確定雨帶的中線是不是一直落在歷史範圍裡，以太平洋來說，雨帶中線的年平均位置目前在北緯3~10度，但在ITCZ範圍內實地測量後，我們 已能估計雨帶在過去1200年來是怎麼移動的。從400年前到現在，雨帶向北移動了5度（約550公里），這個發現很驚人，因為只要溫室效應增強一點點， 熱帶地區的降雨就會徹底改變。目前我們可以預測，如果大氣繼續暖化，ITCZ在2100年之前會移到哪裡，並預測全世界赤道地區的降雨量增減、對亞洲、中 美、美國南緣等緯度較高的地區有什麼效應，以及對當地天氣、糧食生產的影響。有些地方可能會受益，但有更多地方恐怕將面臨乾旱。
尋找遺失的氣候記錄
在我們開始推算降雨歷史變化之後，科學家才有資料能推估ITCZ近千年來的位置。雨帶一向在赤道附近，但可能寬達數十、數百公里，視當地狀況、陽光的季節 變化而定。因為太平洋上的雨帶很顯著，所以很適合在這裡追蹤雨帶的移動。也因為雨帶環繞整個地球，讓我們有辦法從太平洋的趨勢指出全球的改變趨勢。
科學家利用樹木年輪裡的碳14、冰心裡的鈹10來推估陽光強度，此外，利用極地冰心保存的氣泡，也能重建全球溫室氣體的歷史變化。只要比較太陽輻射量、溫 室氣體濃度、過去數百年來ITCZ的位置，我們就有辦法推測，熱帶地區的降雨在21世紀會如何隨溫室氣體排放量的增加而改變。
研究人員已利用各種全球溫度指標，估算出近千年來的氣溫，特別的是，公元800年和1800年代後期，這兩個時期的全球平均溫度很類似。到了中世紀暖期 （800~1200年），溫度開始升高到接近20世紀時的溫度，到了小冰期（1400~1850年）才開始回穩，並慢慢下降。最近20年來，太陽輻射量保 持恆定，但氣溫和二氧化碳濃度（在人為排放的溫室氣體中總量最多）卻是近1200年來最高的。
不過，我們著手進行研究時，大氣科學家對過去的熱帶氣候特性所知甚少。海底沉積物可以提供完美的氣候記錄，但沉積物的累積速度很慢，時間尺度在數千年以 上，無法提供千年以內的資訊。很多種類的珊瑚有年輪，不過很少有珊瑚能活過300歲，無法留下過去1000~300年的記錄。
重建歷史降雨量，可以彌補這段遺失的氣候記錄，推估ITCZ近千年來的位置。雨下到海裡以後就無影無蹤了，但太平洋上有很多小島，島內封閉的湖泊和水池可 以發掘歷史。過去六年以來，我們鑽探湖泊底部的沉積物，在一些最偏遠、奇特的島嶼水域收集了數十筆資料，這些島嶼有的位在目前的ITCZ緯度範圍內，有的 在範圍南方，有的在北方，涵蓋整個太平洋。只要把各緯度在同一段時間裡、經歷大量降雨的島嶼位置蒐集起來，就能定出雨帶的範圍，如果降雨同時增減，或同時 向北、向南，就表示雨帶移動了。
【欲閱讀完整的豐富內容，請參閱科學人2011年第110期4月號】
隨季節移動的赤道降雨帶，也隨著全球暖化移動，如果氣溫持續升高，降雨帶將北移，造成多處乾旱和水災。撰文／薩克斯（Julian P. Sachs）、米佛德（Conor L. Myhrvold）翻譯／林筱雯
重點提要
■熱帶雨帶位在赤道北邊，環繞全球，一旦氣溫改變，就會隨著改變位置，並改變全世界的降雨型態。
■科學家從太平洋島嶼上的湖泊採集沉積物，發現雨帶目前位於北緯3~10度，這是1200年來最偏北的位置。
■以目前的暖化速率來看，雨帶在公元2100年前甚至可能再北移5度，厄瓜多、哥倫比亞等地的農田將陷入乾旱，影響數百萬人。
■美國西南部會變得越來越像墨西哥北部的半乾燥氣候，長期旱象有可能持續下去。
凌晨2點，漁船的引擎突然斷斷續續，然後停了下來，這是本次探勘即將脫序演出的第一個徵兆。沒有什麼比一片死寂更讓人不安了。搭乘小型漁船從北太平洋馬紹 爾群島出發、穿越大洋，突然間成了不智的決定。這趟科學探索之旅，到頭來卻把我們拋進另一個未知的世界，海浪不時輕拍船緣，只讓黑夜顯得更漫長。
我們是氣候學家，這趟探索之旅（最後平安結束）目的是幫助我們進行一件乍看之下不太可能實現的事：重建海面上的歷史降雨量。如果能重建歷史降雨量，就能更了解溫室氣體增加、氣溫升高、熱帶地區降雨等事件，會不會、又如何改變氣候型態，因此我們探索了太平洋上的許多島嶼。
太平洋的聖嬰、反聖嬰循環這種當代的氣候型態眾所周知，但地球的主要降雨型態一樣重要，卻不是每個人都聽過。這條帶來豐沛雨量的降雨帶位在赤道，環繞全 球，隨著陽光照射地球的角度，按季節向南或向北移動，雨帶移動的範圍叫做間熱帶幅合帶（Intertropical Convergence Zone, ITCZ）。
只要地球的溫度改變了（無論原因是入射的太陽輻射量或是溫室氣體濃度有改變），就會影響ITCZ。這道雨帶帶來降水，滋養赤道地區的農業，它對亞洲、非 洲、印度季風來說都很重要，對把熱由赤道傳送到極區的大型對流胞也很重要。ITCZ位置的變化，可能影響聖嬰和反聖嬰現象的頻率和強度、太平洋和大西洋颱 風季的長短和威力。如果因為ITCZ位置持續移動而改變了降水，就會嚴重干擾赤道地區的環境，影響將遍及全世界，而我們很有理由相信雨帶正在移動。
科學家本來並不確定雨帶的中線是不是一直落在歷史範圍裡，以太平洋來說，雨帶中線的年平均位置目前在北緯3~10度，但在ITCZ範圍內實地測量後，我們 已能估計雨帶在過去1200年來是怎麼移動的。從400年前到現在，雨帶向北移動了5度（約550公里），這個發現很驚人，因為只要溫室效應增強一點點， 熱帶地區的降雨就會徹底改變。目前我們可以預測，如果大氣繼續暖化，ITCZ在2100年之前會移到哪裡，並預測全世界赤道地區的降雨量增減、對亞洲、中 美、美國南緣等緯度較高的地區有什麼效應，以及對當地天氣、糧食生產的影響。有些地方可能會受益，但有更多地方恐怕將面臨乾旱。
尋找遺失的氣候記錄
在我們開始推算降雨歷史變化之後，科學家才有資料能推估ITCZ近千年來的位置。雨帶一向在赤道附近，但可能寬達數十、數百公里，視當地狀況、陽光的季節 變化而定。因為太平洋上的雨帶很顯著，所以很適合在這裡追蹤雨帶的移動。也因為雨帶環繞整個地球，讓我們有辦法從太平洋的趨勢指出全球的改變趨勢。
科學家利用樹木年輪裡的碳14、冰心裡的鈹10來推估陽光強度，此外，利用極地冰心保存的氣泡，也能重建全球溫室氣體的歷史變化。只要比較太陽輻射量、溫 室氣體濃度、過去數百年來ITCZ的位置，我們就有辦法推測，熱帶地區的降雨在21世紀會如何隨溫室氣體排放量的增加而改變。
研究人員已利用各種全球溫度指標，估算出近千年來的氣溫，特別的是，公元800年和1800年代後期，這兩個時期的全球平均溫度很類似。到了中世紀暖期 （800~1200年），溫度開始升高到接近20世紀時的溫度，到了小冰期（1400~1850年）才開始回穩，並慢慢下降。最近20年來，太陽輻射量保 持恆定，但氣溫和二氧化碳濃度（在人為排放的溫室氣體中總量最多）卻是近1200年來最高的。
不過，我們著手進行研究時，大氣科學家對過去的熱帶氣候特性所知甚少。海底沉積物可以提供完美的氣候記錄，但沉積物的累積速度很慢，時間尺度在數千年以 上，無法提供千年以內的資訊。很多種類的珊瑚有年輪，不過很少有珊瑚能活過300歲，無法留下過去1000~300年的記錄。
重建歷史降雨量，可以彌補這段遺失的氣候記錄，推估ITCZ近千年來的位置。雨下到海裡以後就無影無蹤了，但太平洋上有很多小島，島內封閉的湖泊和水池可 以發掘歷史。過去六年以來，我們鑽探湖泊底部的沉積物，在一些最偏遠、奇特的島嶼水域收集了數十筆資料，這些島嶼有的位在目前的ITCZ緯度範圍內，有的 在範圍南方，有的在北方，涵蓋整個太平洋。只要把各緯度在同一段時間裡、經歷大量降雨的島嶼位置蒐集起來，就能定出雨帶的範圍，如果降雨同時增減，或同時 向北、向南，就表示雨帶移動了。
【欲閱讀完整的豐富內容，請參閱科學人2011年第110期4月號】
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