地球科學

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

地球科學

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。

【欲閱讀更豐富內容,請參閱科學人2011年第110期4月號】