中大研究成果登上Science
水庫對海平面上升的影響

　　三月份最新一期的《科學》Science 期刊登出台灣國立中央大學地球科學院趙丰院長研究團隊的科學成果：〈人造水庫對全球海平面上升的影響（“Impact of Artificial Reservoir Water Impoundment on Global Sea Level”）〉。研究發現，全球變遷海平面上升的問題，比我們想像中還嚴峻，因為一向忽略了被陸地水庫所截留的水量。研究團隊蒐集了全球近3萬座大小水庫的儲水量統計，計算出過去50多年來，約有10,800立方公里的水被截留在水庫裡，這麼龐大的水量若流入大海，足以讓全球海平面多上升 3 公分。

　　這項科學研究成果受到國際媒體的高度關注，路透社(Reuters)、英國廣播公司（BBC）、美國公共廣播臺(NPR)、國家地理雜誌(National Geographic)、Bloomberg 新聞社，以及許多其他國際媒體、網站都已在第一時間全球報導。

人造水庫減緩了海平面上升趨勢
　　中央大學地球科學院院長趙丰指出，這項研究概念相當簡單：我們已經都知道，在20世紀裡，全球海平面緩慢的以每年0.18 cm的速度上升(並且在最近十年裡速率似乎加快了許多)。同時我們也知道，人類隨著人口與活動的增加，在陸地上建築了許多的水壩（尤其在二次大戰之後），截留了大量的水在水庫中，而沒有經由河流進入海洋。換句話說，多年來陸續建造的水庫實際上減緩了全球海平面的上升。

　　因此，全球海平面上升的速率並不是完全的只決定於自然環境變遷因素(例如全球暖化造成的海洋水膨脹、陸地高山上的冰河融冰、南極大陸加上格陵蘭島上冰層融化等)，而是有人為因素的。那麼，針對的問題是：這樣「人為」的量有多重要呢？

　　關注此議題多年的趙丰院長，1991年即在其論文"Man, Water, and Sea Level" (Eos) 提出應該將「水庫」這個變因列入計算。這次在研究中，趙丰院長與其博士研究生伍允豪和碩士研究生李毅翔，在短短數個月內，蒐集與結合了全球人類建造水庫的各種資料、文獻，重建了全世界將近三萬座大小水庫建造的歷史時間與其儲水量統計，他們發現﹕至今全球因人為的因素(水庫)而被截留在陸地上的水，已經有約10,800立方公里，大約等同大氣中所有的水含量，也相當於差不多兩萬座台灣目前最大水庫－曾文水庫的容量。這龐大的水量相對地減少了全球海平面上升3 cm。

　　他們的數據明確指出：若不是水庫的關係，20世紀後半期全球海平面上升的量，其實應該是上升了約13 cm，而非觀測到的數值約10 cm; 而在近八十年當中每年上升的速度也並不是0.18 cm，而其實應該是 0.25 cm。這項研究結果，令人震驚，一方面確認了「水庫」的確影響了海平面上升的趨勢，另一方面則是，海平面上升的趨勢比我們想像中還要快。在全球跨政府氣候變遷組（IPCC）發表的最新2007年的氣候變遷報告書中指出，加總所有上述已知自然因素之後，研究學者目前仍然未能完全解釋觀測到的海平面上升值每年0.18 cm，那麼更遑論根據這次中大團隊研究結果的每年0.25 cm了! 也就是說，科學家們目前對全球海平面上升的自然因素的了解，比原來以為的還要不足!

　　趙丰院長表示，從另外一個角度來說，他們研究的結果帶來的有正面意義也有負面消息。-- 好消息是：建造更多的水庫是有可能減緩海平面的上升；而壞消息是：建造水庫其實並未解決真問題，因為我們面對的問題並不是海平面上升本身，而是想真正了解在全球氣候變遷之下造成海平面上升的原因，這課題也是讓這項研究更值得深究之處。

● 關於「全球海平面上升」
　　全球海平面上升本身，其實在現階段、短期內對人類並不造成多大的威脅。它之所以受到極度的重視，是因為海平面好比地球的一種溫度計，它第一時間反映了地球現在可怕的氣候變遷 -- 它正在發燒。我們亟需了解全球增溫所造成了的各種海平面現象，包括海洋表層(一兩百米內)水的受熱膨脹、陸地高山上的冰河融冰、南極大陸加上格陵蘭島上冰層融化而流入海裡等。在全球跨政府氣候變遷組（IPCC）發表的最新2007年的氣候變遷報告書中指出﹕加總所有上述已知因素之後，研究學者目前仍然未能完全解釋觀測到的海平面上升值。若再加入人為的直接因素，包括水庫、地下水抽用、凍原和濕地排水等，對海平面變化的貢獻有大有小、有正有負，情況就更加複雜。好比稅局稽查某大戶的銀行帳，發現存款持續增加，卻一時無法掌握各項收、支的來處去處，好不苦惱！

●關於「太空測地科學」
　　 全球平均海平面的上升是海平面變化中頂重要的一項。除此以外，其實海平面無時無刻、無處不在變動，例如我們熟知的海浪、潮汐、海流、大氣壓荷、聖嬰現象等天候影響，還有比較不明顯的地體重力變化、冰期後反彈、甚至海嘯等等。要了解它們，都是需要精確、大規模、大範圍、長期的觀測。傳統的觀測方法早已不敷，而須“仰”賴人造衛星的主動式遙測技術，例如已行之有年而且功勣著注的測高儀 (Altimeter; 有微波、雷射兩類)、無人不曉的GPS、較新的合成口徑雷達 (SAR) 等。這些在學理上都屬於太空測地科學 (Space Geodesy) 的範疇。太空測地科學早年由美國的太空總署NASA開發，近來台灣已在跨步啟動，國立中央大學、交通大學、成功大學已有基礎科研團隊，(中央大學地球科學院的趙丰院長在兩年前加入中大前，就服務於NASA，為NASA太空測地科學的主管)。目前國家太空中心的福衛三號任務 (六顆小衛星)，就是一個太空測地科學應用在全球大氣層、電離層探測上最好的例子，目前在國際科學界已是一項重要的新突破。

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