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【和你講氣候變化】極地科研專家 Wilson Cheung 看 2022 上半年極端氣候

作者: 綠色和平實習生 Sabrina Leung

熱浪侵襲,席捲世界多地,近日接二連三地亦有來自世界各地的極端天氣報導﹕巴西半年內四遇洪水重創、孟加拉及印度東北部地區暴雨成災。到底熱浪頻頻發生的背後原因是甚麼?我們又可以對現況做甚麼?

與我們進行視像對話的香港極地科研及探險專家張偉賢 (Wilson Cheung),正剛從歐洲完成一階段極地研究工作。身為冰川學家,他比起其他人更加明白 2022 極端氣候的背後原因——極地氣候變化。

香港極地科研及探險專家張偉賢(Wilson)年初前往加拿大巴芬島,進行冰川研究項目,親身見證極地氣候變化。 © Wilson Cheung
香港極地科研及探險專家張偉賢(Wilson)年初前往加拿大巴芬島,進行冰川研究項目,親身見證極地氣候變化。 © Wilson Cheung

融冰不只是暖化的果 更是極端氣候的因

訪問甫開始,他先描述三、四月在加拿大巴芬島(Baffin Island)所看見的景象。乘搭直升機觀察冰川時,只見一大片冰表融水(surface meltwater),正在融解的冰川變得像河流一般。Wilson 一看到這現象便心知不妙——三、四月是北極的春天,理應不會這麼快融冰,但如今融冰情況變得肉眼可觀時,情況極為嚴峻。

「依家嘅北極,就好似一個人本身著緊白色衫嘅人,換咗件黑色衫。」

北極愈來愈熱,海冰不斷縮減,令到北極冰層天然的「白色衫」不見了,底下深色的海洋則暴露了出來。長期曝露於日光下的北極,由於失去海冰反射太陽輻射,反射率(albedo)下降,導致北極吸收很多陽光而變得溫暖。

與此同時,暖化的北極不但不會沙漠化,更加會愈來愈潮濕。海冰融化,更多水氣會昇上雲層,久而久之,北極變得不再下雪,而是在下雨。Wilson 憂慮這現象只會加劇冰川融化——由於水的潛熱容量(latent heat capacity)比起海冰更加吸熱,降雨量增加只會表明的海冰融化得更快。

「呢個就係所謂 positive feedback mechanism(反饋作用),一個惡性循環不斷令海冰極速融化,再進一步令北極變得更加熱。」

Wilson 以淺白比喻解釋北極暖化與加速融冰的惡性循環:「好似一個人本身著緊白色衫嘅人,換咗件黑色衫。」 © Wilson Cheung
Wilson 以淺白比喻解釋北極暖化與加速融冰的惡性循環:「好似一個人本身著緊白色衫嘅人,換咗件黑色衫。」 © Wilson Cheung

北極冷空氣漸漸消失 難以制衡北非熱空氣

甚至乎,以 Wilson 多年在冰川學和極地研究的經驗推斷,連近日頻頻發生的熱浪亦與北極升溫息息相關。

他指出,在過往的夏天裡北極冷空氣一直為較低緯度地區擔當制衡熱空氣的重任,令各地夏天維持在炎熱但依然宜居的溫度。背後的原理是,北極由於大多數的冷空氣因沉降集中在低空,形成極圈地面的高氣壓地區,所以極圈內的冷空氣會流向歐洲、西伯利亞及北美中部等較低緯度的低氣壓地區,為當地降溫。

然而,現在的冷空氣無法南下,他相信是源自於極地渦旋(Polar Vortex)的減弱所致。極地渦旋意指因冷空氣下沉而令極圈高空上形成的冷低壓巨大環流,它會包圍着寒冷氣團並以逆時針方式迴旋極地。

本來,極地渦旋促使到在北緯度 66 度 33 分有一條高速氣帶的出現,產生了夏季風並會攜帶冷空氣至歐洲等地。不過,面對北極以超出全球平均一倍的速度暖化,現時溫差階梯(temperature gradient)減少、南北地區的氣壓差距進一步收窄,進而減弱了極地渦旋,令北極冷空氣無法吹襲至南方。

淺白地講,我們可將北極冷空氣比喻成一部巨型風扇,為低緯度地區降溫,可惜現在風扇壞了、無法運行。

今年六月,Wilson 身處熱浪下的阿爾卑斯山,見證被稱為粒雪(firn)的長年積雪亦開始融化。 © Wilson Cheung
今年六月,Wilson 身處熱浪下的阿爾卑斯山,見證被稱為粒雪(firn)的長年積雪亦開始融化。 © Wilson Cheung

近日歐洲等地的熱浪爆發,Wilson 解釋是受到北非熱空氣北上滲透的歐洲,失去了北極冷空氣的制衡,令熱空氣一直停留歐洲等地所致。

「最簡單嘅說法就係,依家北極唔夠凍,令到歐洲等地冇咗冷空氣嘅存在。」

然而 Wilson 重申,這個解釋仍然是停留在理論階段。「氣候變得好快,我哋仍然未有足夠知識或者數據去解釋依家嘅現象」。目前,德國的極地研究中心有 4 部超級電腦正在計算氣候變化,但不斷計算下仍然欠缺很多因素去解釋現況,甚至無法預測將來走向。「我哋科學家仲未搵到答案,而其實我哋應該要有更多資源嘅投放做研究」。

海洋流力量減少 低緯度地區冬暖夏涼不再

Wilson 又分享極地與海洋的關係。原來,北極對全球的海洋流帶有著巨大影響,暖寒流水隨著海洋流帶的推動,平衡各地冷暖。

他向我們介紹位於冰島與格陵蘭之間、對全球氣候系統影響深遠的弗拉姆海峽(Fram Strait)。身為北冰洋的海峽,弗拉姆海峽是北冰洋與世界海洋的主要連線。

「我會話 Fram Strait 係推動成個海洋流帶嘅咽喉。因為呢個地方係將凍水同熱水混合出嚟,而呢個混合係會推動到成個 global ocean current(全球海洋流帶)嘅推動。」

深入地去探討,Wilson 解釋北冰洋是全世界最淡水的海洋。由於北冰洋被土地包圍,所以很多河流的淡水會進入至北冰洋;加上透過海底的沉積物研究而來,發現遠古北冰洋本來是淡水湖——直到 Fram Strait 的「開通」,北冰洋與世界海洋的連接被打開了,成為了全球熱鹽環流(Thermohaline circulation)的重要形成機制。

2019 年,綠色和平船艦極地曙光號於北極完成海冰研究,期間途經弗拉姆海峽(Fram Strait)。 © Denis Sinyakov / Greenpeace
2019 年,綠色和平船艦極地曙光號於北極完成海冰研究,期間途經弗拉姆海峽(Fram Strait)。 © Denis Sinyakov / Greenpeace

熱鹽環流的原理,就是透過鹽含量、溫度相異的水質不斷混合,繼而產生有效的對流。一直以來,北冰洋比世界海洋的水溫低許多;加上海冰鹽含量只約 4‰ ,大大低過海水的約 35‰ ,綜合兩個因素,世界海洋的高鹽高溫暖流水和北冰洋的低溫低鹽寒流水產生有效對流。

「道理像煲湯時,冷水會沉、熱水會升而產生對流的原理類近。」他解釋道。

本身歐洲冬暖夏涼,他說明是因為全球的海洋流將墨西哥緯度的熱量由海洋流帶帶入歐洲,令當地冬暖;而同一時間,夏天又會順著流帶將熱量帶回至墨西哥灣,令歐洲夏涼。不過,現在北冰洋融冰情況失去了海冰的保護、導致吸熱量的增加,繼而令海洋流帶運行得不太順暢、甚至短暫失衡。

「簡單啲嚟講就好似依家揸車唔俾油一樣。」海洋流帶的「不作為」,令到低緯度地區失去冷水流,各地熱浪不斷。北極暖化令海冰融化,也令北冰洋鹽度減低,而溫差減少導致對流減弱。

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熱浪以外 水資源威脅岌岌可危

原來極地氣候變化威脅到的,並不只是海洋流帶,整個水循環亦產生了巨大變遷。

雖然現時天氣炎熱,但洪水不斷發生。Wilson 指出洪水的出現與泥土(soil)息息相關。泥土有吸收水份的作用,但泥土現時經過曝曬一至兩個禮拜後,變成了灰(particles)。所以大雨出現時,泥土「罷了工」不再吸水,灰化的泥土會隨著雨水慢慢沖向排污系統,導致淤塞。「所以,一年前就算係德國呢啲咁先進嘅國家都會有水災嘅情況出現,就係咁解。」

他又慨嘆道,阿爾卑斯山身為最高的水塔(water tower)之一、作為水循環的重要部分,現時當地降雨量減少,以致積雪和河流收集減少、繼而令所有淡水來源減少。今時今日,意大利等地亦開始制水,解決供水量極為緊張的問題。

他慨嘆極地變異影響的不只是歐洲,中國乃至全世界都受到水資源短缺所威脅。

雪山在水循環中扮演重要角色,圖中右下方可見融雪形成的水流。 © Wilson Cheung
雪山在水循環中扮演重要角色,圖中右下方可見融雪形成的水流。 © Wilson Cheung

世界只會更多動蕩 地震頻率增加

冰川的消失,比我們想像中更加顛覆了全球氣候變化。Wilson 警告指冰川融化還會構成另一個重大威脅——頻率和強度節節上升的大地震。地殼浮在地幔上,是源於密度較低的結構,可是現時冰川逐步消失只會令到地殼上的密度愈來愈低,引致地殼上升,造成「冰川反彈」(Post glacial rebound)。地殼變得飄浮不定時,允許了地球上有更多地震活動。

離我們很近的日本與台灣身處太平洋「火之環」(Pacific ring of fire),Wilson 指屬地震帶的這兩地在未來只會有愈多愈多地震出現。

今年 7 月初,勃朗峰(Mont Blanc Massif)部份冰隙變得非常開闊。 © Wilson Cheung
今年 7 月初,勃朗峰(Mont Blanc Massif)部份冰隙變得非常開闊。 © Wilson Cheung

綜觀角度思考地球 登泰山而小天下

探討過種種氣候變化,可見極地氣候嚴重影響世界,但是香港人仍然覺得與氣候危機距離很遠。被問道如何看待這件事時,他無奈地坦言﹕「北極離我哋好遠?其實視乎你點定義大自然同自己嘅關係㗎咋。」Wilson 認為,我們不應該只思考「香港」與「氣候」的關係,這揭示了港人缺乏自己身為地球系統一份子的覺悟。

「喺極地、格陵蘭等地,如果我哋要殺害北極熊嚟保護自己其實要坐監,呢個代表啲咩呢?代表住我哋視動物有著同人一樣嘅人權喺度。」在當地,每個人做的每一個行動,都思考著對整個環境造成的後果;他只感可惜的是,香港地大多數人仍未有這個意識。「同大自然 disconnect(斷開連繫)咗」,乃至我們忘記了自己一直是地球一份子的概念。

Pond Inlet 是加拿大北極地區原住民聚居地之一,當地居民對氣候危機的感受尤深。© Wilson Cheung
Pond Inlet 是加拿大北極地區原住民聚居地之一,當地居民對氣候危機的感受尤深。© Wilson Cheung

他向我們介紹了 Overview Effect(總觀效應),原指太空人從太空表面上觀看地球時所經歷的認知轉變︰當我們由大部分人無法體驗的角度觀看熟悉的地方時,以綜觀角度所在的地球景象會產生喚起對國界的超越感、以及與所有人類的聯繫——原來這小小的一粒黯淡藍點,已是我們擁有的所有。身為極地工作者,面對著瞬息萬變的南北極,同樣激起了他對地球的認知轉變。

所以,即使新聞大幅報導歐洲和其他先進國家的氣候新聞時,Wilson 亦提點我們不要忘記非洲等地同樣經歷著嚴重的氣候變化。我們放眼關注的氣候問題,必須要以整個地球的角度出發

「其實香港真係一個福地嚟。又唔係喺地震帶,參考新加坡做法海水化淡後亦唔會有咩水資源危機。」硬要說「香港」與「氣候危機」最直接的關係的話,他預計香港受氣候危機影響下颱風會愈來愈多。當海水能量增加時,颱風吸水力的增加會進而提高颱風的頻率與強度。本來香港每年會有 8 - 10 個颱風出現,未來數量一定會上升,至於增加多少仍屬未知之數。

作為科學家,他雖然未掌握足夠數據預測將來氣象的確實走勢,不過他可以確實告訴我們︰不論全球或香港,我們只會面臨更多極端天氣、造成無數傷亡。

Okay⋯⋯那我們可以做甚麼?

面對極端氣候來臨,我們是無能為力的嗎?

其實不然。Wilson 鼓勵我們群眾力量很重要。我們的每個小小的行動,簡單至買一件衫,如果不考慮對環境的傷害,人人也會選擇最便宜且款式多樣的速食時裝(fast fashion)。

不過,套用剛才提及 Overview Effect 的概念,如果我們認真考慮盡量減低對大自然造成的損害及可持續性發展(Sustainability),以實際行動支持綠色友善的時裝品牌,改變就會來臨。「透過支持呢啲店鋪的 需求與供應,從而淘汰有高度影響、對環境造成災害嘅商家。」他舉例,歐洲有民眾自發光顧選購紙飲管的商家,而令使用膠飲管的商家消失。

Wilson 強調,人對環保的思路很需要透過教育培養。惟有重新提及遠古時期的「天人合一」、人與自然關係的概念,我們才可以真正「Reconnect with nature」(與大自然重新連繫),進而以行動造就改變

Wilson 鼓勵你我與大自然重新連繫,同時敢於想像、發揮創意,以行動帶來改變。© Nick Cobbing / Greenpeace
Wilson 鼓勵你我與大自然重新連繫,同時敢於想像、發揮創意,以行動帶來改變。© Nick Cobbing / Greenpeace

他期望香港要投入更多資源作環保研究,並寄予香港年輕人要用 Imagination(想像)、Creativity(創意)並 Courage (勇敢)提出科學問題。為支持更多港人投身南北極科學探索,他與拍檔 Eric Wong 籌辦了亞洲青年探險訓練計劃(Asia Youth Alpine Mentorship Program),為香港的年輕人提供一個平台,在極地探索未知任務。計劃第一屆剛在 7 月完滿結束後,他希望自己可以繼續善用自身的經驗、知識與技術,繼續培育下一代亞洲年青登山探險家,突破限制、踏足人類未知,以致改變世界。

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