【專題企劃6】氣候變遷並不遙遠,「行動」才能環境永續─許晃雄的氣候研究之路

by Yang-Kuang Chao
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採訪 ‧ 撰稿  /  陳欣 (科學推展中心特約編輯)

1997年秋天,許晃雄於研究室寫下一段文字,作為「全球環境變遷導論」一書的自述。「他們(地球科學工作者)不再將大氣、海洋、陸地等視為互不相干的系統,而且意識到大氣、海洋、陸地之間的交互作用,甚至生物以及人類都參與塑造地球的氣候。全球變遷探討人為影響對大自然變化的衝擊,研究領域是如此的龐大無涯,只有跨領域、跨國的合作,以及跨世代的人力與知識累積,才能完成。」

一九九七,氣候變遷了嗎?

我們回首二十多年的種種,窺探世界究竟發生什麼變化。

1997年,二氧化碳的濃度尚未突破370ppm的關卡;而今年(2022)年五月,夏威夷大島火山坡上的莫納羅亞天文台(Mauna Loa Observatory)的資料顯示,如今的二氧化碳濃度為421ppm。

1997年,各國依據政府間氣候變遷研究小組(Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC)的評估,提出了溫室氣體減排之目標,於12月簽訂《京都議定書( Kyoto Protocol)》;2009年第15屆聯合國氣候峰會哥本哈根會議COP15,對於2012往後的減量計畫未有進展,失敗而終;如今,我們較常提及的是以「升溫上限」而非「溫室氣體減量」的《巴黎協定(Paris Agreement)》。

時至今日,氣候變遷的議題,不論在政府、企業或學校,都逐漸成為基本認知以及未來方向。根據臉書(Meta)的氣候變遷了解程度調查,臺灣在多項題目為亞太最高,更是有高達92% 的受訪者認為氣候變遷正在發生。相較而言,早期氣候變遷的討論,多於爭論氣候變遷是否與人為發展掛勾,質疑其為危言聳聽的宣傳手法,讓人不禁思索許晃雄1997年苦想如何落筆時,同時面對的是怎樣的社會氛圍,他又是如何一步步踏上氣候變遷的研究。

以終為始從死當到研究之路

隨著成績落點,降落於臺灣大學大氣科學系的許晃雄,大學一年級時也曾興起轉系的想法,與班上同學相同,遞交了申請。他笑稱由於太過懶散,導致成績不夠好,也就在大氣科學系待了下去。乍看之下,似是被成績拖累而無法修習鍾愛的課程,但許晃雄對於大氣科學的興趣於高中既能初見端倪。求學時地球科學始納入課程,在升學主義尤為濃厚的臺灣社會,並非考試科目的地球科學課,自成為學生們休養生息的絕佳時段,但他卻是聽得津津有味,而後大一的大氣科學概論,也讓他對於該領域有更加深刻的了解。

立定大氣科學研究的志向,則是從大學三年級開始。大學二年級的許晃雄對於社團活動深深著迷,長時間的投入,也導致成績跌宕起伏,必修課程之一的大氣熱力學甚至被死當。在距離畢業只剩一半時間時,他收心並認真思考自己未來的方向。過去的探索讓他興起了當教授的想法,以終為始,推導一個個短期的目標,在後續的日子裡一步一腳印地落實。課程中的優良表現與進步的學期曲線,也讓他順利申請到當時最好的學校,美國華盛頓大學大氣科學系。

清澈的思考,謹慎的做學問

大學時期,許晃雄修習曾忠一教授開授的地球物理流體力學、高等應用數學等課,奠定了數學與流體力學基礎。往後於美國進修時,John Mike Wallace教授教學時以視覺式的角度說明大氣現象,在其中習得如何將現象跟氣候動力機制的串聯與解釋。畢業後在英國雷丁大學氣象系的博士後生涯,與Brian Hoskins教授學習到另外一種的思考方式, Brian Hoskins教授是鋒面、氣旋生成、羅士比波的大師,帶領他使用大氣模式模擬,將其與理論、觀測整合,描述大氣現象。三位大師以截然不同的思維切入大氣科學,卻是同樣的思路清晰與順暢,他們對於研究嚴謹的態度,也深深影響許晃雄。

臺大氣候變遷與永續發展國際碩士及博士學位學程(IPCS)的曾琬鈴助理教授,是許晃雄在臺大大氣科學系任教時的學生,她與我們分享到,許晃雄在教導學生時會將抽象的概念以形象化的方式描述給同學聽,尤其是許多大氣系學生感到困難的大氣動力,聽過老師的教學後忽然理解公式的意義,有種豁然開朗的感覺。在研究的引導上,許晃雄對於大氣科學的熱情在言談中流露,閃閃發光的樣子激勵著學生,也如明燈一般指引著大家的方向。

氣候變遷研究在臺灣

全球的大氣、海洋、陸地有著相互關聯的關係,因此地區的氣候,會造成幾千公里之外的變化。而暖化的發生,許晃雄描述:「就像是巨人影響小毛頭。」對於地球氣候系統整體的改變不容忽視,也代表在氣候變遷的情境下,對於過往的了解與未來世界可能截然不同,我們必須考慮自然變異是否受到全球暖化加強,以及要如何放入人為氣候變遷框架下解釋。舉例來說,近期嚴重的反聖嬰現象,與西北太平洋沒有颱風、臺灣氣候炎熱息息相關。這樣的現象,是否是氣候變遷在影響自然變異?

這些複雜又充滿挑戰的氣候變遷議題,自八十、九十年代逐漸引起關注,1998年,國科會啟動有系統的氣候變遷研究計畫,許晃雄應當時中央大學劉兆漢校長邀請共同討論,而後研究的領域從大尺度環流研究、遙相關、氣候變異,擴及至氣候變遷之議題,是為研究臺灣氣候變遷的開端,而後於中研院環境變遷研究中心從事研究,直至今日。

近幾年,環境變遷研究中心以美國國家大氣研究中心的社群地球系統模式(CESM1)為基礎,發展臺灣地球系統模式(TaiESM1),臺灣地球系統模式好比一個模擬地球的電腦遊戲,也可以說是地球系統的數位孿生,該模式針對多個部分進行修改,其中包含了對流與雲量、雲微物理與氣膠、地表輻射、海氣交互作用等等,模式在全球三十七個中排名第八,到底是如何研究,用相較國外略少的人力與發展時間,就有不錯的結果?許晃雄很直白的分享到並非特意以某些角度切入,而是受限於人力的不足,依照當時人員的研究專長,選擇可以著手的部分。讓人感佩於在劣勢的狀況中,能站在巨人的肩膀上,將侷限性轉化成對於重點的深入鑽研。

「十一年前,我們宣稱要造一部臺灣從來沒有的車;如今,原型車製造完成,它的評比、效能,不比其他差,在各國都在推陳出新的同時,我們也是要讓我們的模式再更近一步的翻修,讓它變得更好,現在大家有經驗了,可以將以前沒辦法抽換的地方整個抽換掉。我們要將房車變成電動跑車,在世界上能一拚高下。」

除了從一百公里解析度了解全球的變化,也有高解析大氣模式(HiRAM)針對更小尺度的天氣系統的未來推測,將資料提供給區域模式,降尺度到符合臺灣的需求。許晃雄期望未來的臺灣地球系統模式解析度能提升到二十五公里,面臨的挑戰非常艱鉅,提升解析度後可能會產生截然不同的模擬結果,在硬體上,模式計算需要非常龐大的運算量,臺灣的超級電腦是否能負荷也是一大難題。

在臺灣地球系統模式發展的同時,臺灣氣候變遷推估資訊與調適知識平台計畫(TCCIP)也正將全球氣候變遷資訊降尺度到臺灣,並整合資料提供給應用端進行決策,提供衝擊的推測輔助調適策略的規劃。

跨域學習,讓氣候變遷成為必修

85學年度臺灣大學有一門通識課程,「全球變遷導論」,是許晃雄與臺大地質系魏國彥教授合授。提起過往的這段經歷,許晃雄說他也不知道自己時如何在短短一年間與魏教授完成講義的編寫,但看到通識課的同學對於內容很感興趣,就覺得所有的辛苦都值得。在課堂中同學的回饋更讓他感受到跨領域學習的重要性,因此開授了理學院相關科系的必修或必選課程。

面對氣候變遷的複雜的性質,學科的界線變得模糊,許晃雄也提出國內應該開設相應的學院及課程,目前此方面的規劃基於人力的考量,多是以學程的形式,將現有的課程拼拼湊湊,而非增聘充足專任教師,啟動新的研究領域,全新設計合適的課程,例如史丹佛大學(Stanford University)的永續發展學院(The Stanford Doerr School of Sustainability)。不論是淨零、調適、衝擊議題,都需要速度夠快、規模夠大,臺灣的學界,需要更多跨領域人才的引入,才能充分了解可能的風險與規畫因應的策略;同時政府企業人民也應三位一體,給予支持的力量。

跨圏層的影響力

跨領域、甚至跨世代的溝通,如果僅有研究報告,很難跨出同溫層,將想法傳達出去。臺大風險中心聖誕節特別企劃,邀請了各位學者以聖誕老人的立場,用詼諧的語調、口語的表達,讓民眾都能將冷硬的知識與日常連結。許晃雄在其中扮演氣候變遷應對部部長,帶著聖誕帽的他看著自己,與聖誕老人圓潤的形象呈現反差,這個念頭,誕生了《聖誕老公公變瘦了!》繪本。該書以耳熟能詳的故事結合科學議題,不論是小孩或是成人,都能從中獲得強烈的共感,輕快的故事卻有著沉鬱的底色,細細思索時流漏著希望與哀戚。

「說書人的角度比較容易被接受。」許晃雄這麼表示,比起說教權威式的單方輸出想法,以有趣的故事引人入勝,進而促進素養的養成。也期望未來相關的報導,不要只是簡短而淺白的背景補充,而是能深入而深刻的讓大家理解問題的嚴重性,以及要如何實際的做出改變,讓氣候變遷議題能在社會上擴散開來。

二零二二,我們行動了嗎?

二十年前的許晃雄,四處演講氣候變遷的重要性,有些人認同他的想法,但更多的是不理不睬。有次分享時,在座的人員對於未來的變化抱持相較保守的估計,認為核能能供給往後的需求。曾幾何時,核能不是可以使用的選項,二氧化碳的排放也需要快速地減少,現在的社會,正在上升的溫度線後面追趕,想要努力改變,但似乎無法讓驟升的趨勢減緩。

由於溫室氣體的生命週期長,對於我們的影響,不只是現在,更是未來五十年、一百年。「現在是環境意識提升與改革的關鍵時間點,需要年輕人行動的力量。」許晃雄鼓勵現在的年輕人,培養自己的專業性,如果有感興趣的議題,就算是以自主學習方式,長時間的積累就能對議題有更充分的掌握,也能讓倡議與行動不流於形式。

積累的點滴,就如同燃燒的薪柴,若只有高溫的熱情,便會快速燃燒殆盡,唯有源源不絕的供給,才能火源持續的發光。

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