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中研院跨域研究登國際期刊！ 揭全球17個暖化嚴重山區
2024-04-01
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由中央研究院生物多樣性研究中心沈聖峰研究員領銜的國際研究團隊，創新結合熱力學原理與氣候資料庫，不僅首創山區氣候速度的推估模式，更首度發現全球17個區域的山脈等溫線正以每年超過11.67公尺的速度上升，對高海拔生態避難所的獨特物種構成了巨大威脅。
由於全球山區缺乏長期運作的氣象觀測站，使得山區氣候變化的量化成為一大挑戰。由中央研究院生物多樣性研究中心沈聖峰研究員領銜的國際研究團隊，創新結合熱力學原理與氣候資料庫，不僅首創山區氣候速度的推估模式，更首度發現全球17個區域的山脈等溫線正以每年超過11.67公尺的速度上升，對高海拔生態避難所的獨特物種構成了巨大威脅，此研究成果已於本（2024）年3月27日發表於國際頂尖期刊《自然》（Nature）。
首創山區氣候變化速度計算模式 破解氣候大哉問
這項名為「全球山區氣候變化速度與物種適應」（Climate velocities and species tracking in global mountain regions）的研究，探討了全球山區等溫線移動速度與生物反應之間的複雜關係。研究團隊運用熱力學第2定律，輔以衛星資料、生物資料進行驗證，開世界之先，研擬出計算山區氣候速度的方式，並發現全球各山區的海拔每上升1000公尺，溫度遞減率為3℃到9℃不等，變異極大。
沈聖峰指出，「海拔每上升1,000公尺，溫度下降6.5℃」的常理僅是1個大概的數值，無法真正用來解釋不同山區的氣候變遷對生物分布範圍移動之影響。他表示，我們的突破在於，利用熱力學的公式，計算出相對正確的山區氣候變化速度，初步破解長久以來懸而未決的山區氣候大哉問。
沈聖峰指出，「海拔每上升1,000公尺，溫度下降6.5℃」的常理僅是1個大概的數值，無法真正用來解釋不同山區的氣候變遷對生物分布範圍移動之影響。他表示，我們的突破在於，利用熱力學的公式，計算出相對正確的山區氣候變化速度，初步破解長久以來懸而未決的山區氣候大哉問。
全球前20%暖化最嚴重山區 籲制定保護措施
在全球暖化的影響下，擁有豐富生物多樣性的山區正面臨巨大的環境挑戰。研究團隊針對全球8,616個山脈，分析過去40年（1971至2020年）來的平均地表暖化速率，並以前所未有的精度描繪了等溫線的垂直移動。
研究首度發現，從美國阿拉斯加育空的乾旱地帶、地中海盆地、俄羅斯科達爾山脈、日本山區到印尼北蘇門答臘的高原，全球共有17區域的山脈，等溫線正以每年逾11.67公尺的速度上升，速度遠超過先前估計，意味著暖化程度加劇，對這些高海拔生態避難所的獨特物種構成嚴重威脅。
論文第1作者、美國哈佛大學博士後研究詹偉平進一步說明，我們的研究顯示，1971至2020年間，台灣山區地表溫度上升幅度並未超過全球平均，但其高濕度環境導致等溫線在海拔上移動速度快於全球平均，顯示全球暖化對台灣山區影響仍相對嚴重。
研究也發現，乾燥和濕潤山區之間存在顯著差異。在乾燥地區，由於空氣含水量較少，地表的暖化速度較快，是造成山區氣候速率較高的主因，而在濕潤地區，濕氣的作用雖然讓地表的暖化情況較緩和，但有部分的山，由於濕潤造成的溫度遞減率較低，代表要到達相同溫度的距離較遠，因此氣候速度變得較快。這是以前比較被忽略的機制。
研究首度發現，從美國阿拉斯加育空的乾旱地帶、地中海盆地、俄羅斯科達爾山脈、日本山區到印尼北蘇門答臘的高原，全球共有17區域的山脈，等溫線正以每年逾11.67公尺的速度上升，速度遠超過先前估計，意味著暖化程度加劇，對這些高海拔生態避難所的獨特物種構成嚴重威脅。
論文第1作者、美國哈佛大學博士後研究詹偉平進一步說明，我們的研究顯示，1971至2020年間，台灣山區地表溫度上升幅度並未超過全球平均，但其高濕度環境導致等溫線在海拔上移動速度快於全球平均，顯示全球暖化對台灣山區影響仍相對嚴重。
研究也發現，乾燥和濕潤山區之間存在顯著差異。在乾燥地區，由於空氣含水量較少，地表的暖化速度較快，是造成山區氣候速率較高的主因，而在濕潤地區，濕氣的作用雖然讓地表的暖化情況較緩和，但有部分的山，由於濕潤造成的溫度遞減率較低，代表要到達相同溫度的距離較遠，因此氣候速度變得較快。這是以前比較被忽略的機制。
生物、大氣、機器學習 跨域激盪研究火花
面對氣候變化帶來的多重挑戰，全球山地生態系統的未來懸而未決。這項開創性的研究不僅是對氣候動態的學術探討，亦是1個明確的行動號召，呼籲國際社會針對受到氣候變化威脅最嚴重的地區制定保護措施。
本篇論文由沈聖峰指導，團隊成員來自生物、大氣及機器學習領域，包括本院生物多樣性研究中心麥舘碩AI工程師、詹偉平（前中研院研究助理）、國立成功大學生命科學系陳一菁副教授（前中研院博士後研究）、國立台灣大學大氣科學系郭鴻基教授，以及法國國家科學研究中心（CNRS）喬納森．勒努瓦（Jonathan Lenoir）研究員。（連慧婷／台北報導）
（首圖來源／中研院提供）
來源：中研院跨域研究登國際期刊！ 揭全球17個暖化嚴重山區
出處：NOW健康
本篇論文由沈聖峰指導，團隊成員來自生物、大氣及機器學習領域，包括本院生物多樣性研究中心麥舘碩AI工程師、詹偉平（前中研院研究助理）、國立成功大學生命科學系陳一菁副教授（前中研院博士後研究）、國立台灣大學大氣科學系郭鴻基教授，以及法國國家科學研究中心（CNRS）喬納森．勒努瓦（Jonathan Lenoir）研究員。（連慧婷／台北報導）
（首圖來源／中研院提供）
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▲法國庇里牛斯山Pyrénées一隅。（攝影／法國國家科學研究中心（CNRS）喬納森．勒努瓦（Jonathan Lenoir）研究員）
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