台中研院创山区气候估算模式 研究登国际期刊

【大纪元2024年03月28日讯】(大纪元记者钟元台湾报导)由于全球山区缺乏长期运作的气象观测站,使得山区气候变化的量化成为一大挑战。台湾中研院研究团队首创山区气候速度推估模式,发现全球17个山区气候暖化严重,研究登上国际期刊。

台湾中研院表示,由该院生物多样性研究中心沈圣峰研究员领衔的国际研究团队,创新结合热力学原理与气候资料库,不仅首创山区气候速度的推估模式,更首度发现全球17个区域的山脉等温线正以每年超过11.67公尺(米)的速度上升,对高海拔生态避难所的独特物种构成了巨大威胁。

中研院今天(28日)举办成果发表记者会表示,此研究成果已于27日发表于国际顶尖期刊《自然》(Nature)。

中研院院长廖俊智表示,成就全球顶尖研究、对全球关键议题善尽知识分子的社会责任,展现了中研院勇于自我挑战精神。此研究主要由“永续科学研究计划”支持,透过生物、大气与新科技方法的跨域结合,尝试解决环境生态和人類社会永续发展重大问题,是该院投入全球关键议题重要研究成果之一。

首创山区气候变化速度计算模式 破解气候大哉问

这项名为“全球山区气候变化速度与物种适应”的研究,探讨了全球山区等温线移动速度与生物反应之间的复杂关系。研究团队运用热力学第二定律,辅以卫星资料、生物资料进行验证,开世界之先,研拟出计算山区气候速度的方式,并发现全球各山区的海拔每上升1,000公尺,温度递减率为3℃到9℃不等,变异极大。

沈圣峰指出,“海拔每上升1,000公尺,温度下降6.5℃”的常理仅是一个大概的数值,无法真正用来解释不同山区的气候变迁对生物分布范围移动之影响。“我们的突破在于,利用热力学的公式,计算出相对正确的山区气候变化速度,初步破解长久以来悬而未决的山区气候大哉问。”

在全球暖化的影响下,拥有丰富生物多样性的山区正面临巨大的环境挑战。研究团队针对全球8,616个山脉,分析过去40年(1971至2020年)来的平均地表暖化速率,并以前所未有的精度描绘了等温线的垂直移动。

研究首度发现,从美国阿拉斯加育空的干旱地带、地中海盆地、俄罗斯科达尔山脉、日本山区到印尼北苏门答腊的高原,全球共有17区域的山脉,等温线正以每年逾11.67公尺的速度上升,速度远超过先前估计,意味着暖化程度加剧,对这些高海拔生态避难所的独特物种构成严重威胁。

论文第一作者、美国哈佛大学博士后研究詹伟平进一步说明,“我们的研究显示,1971至2020年间,台湾山区地表温度上升幅度并未超过全球平均,但其高湿度环境导致等温线在海拔上移动速度快于全球平均,显示全球暖化对台湾山区影响仍相对严重。”

研究亦发现,干燥和湿润山区之间存在显着差异。在干燥地区,由于空气含水量较少,地表的暖化速度较快,是造成山区气候速率较高的主因。而在湿润地区,湿气的作用虽然让地表的暖化情况较缓和,但有部分的山,由于湿润造成的温度递减率较低,代表要到达相同温度的距离较远,因此气候速度变得较快。这是以前比较被忽略的机制。

生物、大气、机器学习 跨域激荡研究火花

面对气候变化带来的多重挑战,全球山地生态系统的未来悬而未决。这项开创性的研究不仅是对气候动态的学术探讨,也是一个明确的行动号召,呼吁国际社会针对受到气候变化威胁最严重的地区制定保护措施。

本篇论文由沈圣峰指导,团队成员来自生物、大气及机器学习领域,包括中研院生物多样性研究中心麦馆硕AI工程师、前中研院研究助理詹伟平、成功大学生命科学系副教授陈一菁、台大大气科学系教授郭鸿基,以及法国国家科学研究中心(CNRS)乔纳森·勒努瓦(Jonathan Lenoir)研究员。

责任编辑:叶紫微

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