即便實施巴黎協議,食物與水的供給仍危機重重

Category: 2016 Created: Monday, 21 November 2016 15:04
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MIT Joint Program Outlook 2016 agriculture 0

譯者:華文版世界水資源日團隊

假如,去年12月在巴黎氣候協議(COP21)所有遏止溫室氣體的請願,皆在本世紀結束前有效執行,主要「糧產地區」的主食作物與世界人口賴以為生的供水仍有不足的風險。以上是麻省理工學院全球變遷之科學與政策聯合計畫(MIT Joint Program on the Science and Policy of Global Change)的研究員在該計畫的著名刊物《2016糧食、水、能源,與氣候展望報告》所得的結論。該刊物探討的觸角現已延伸至全球農業與水資源的變遷。

上述報告指出,各國在巴黎協議中承諾要減少的溫室氣體排放量,遠遠低於COP21的總體氣候目標—在2100年前,將地球表面平均溫度自前工業時代以來的升溫幅度,控制在攝氏2°C以內—另外報告中還提出一系列達標的成功情境。

聯合撰文的作者們表示,為達到2°C的限幅目標,「全球混合能源必須有劇烈的轉變」。為挖掘這些轉變所牽涉的必要條件,麻省理工學院聯合計畫的研究員與麻省理工學院能源創新與變革計畫(MIT Energy Initiative and the Energy Innovation Reform Project)的捐款人找出了現今關鍵技術與系統商業化的攔阻,與技術與經濟實施層面的突破關鍵。

2016展望報告的研究員為了推算COP21對全球環境的影響,並模擬氣體排放情境要如何符合2°C的限幅目標,套用了聯合國最新的世界人口概估與麻省理工學院聯合計畫的全球整合模擬系統(IGSM)架構。該架構為一系列專為模擬全球人為環境變遷設計的電腦模型。

暗藏於COP21之下的農業與水資源

以COP21的全球氣體排放軌跡作為假設,聯合計畫研究員研發了一些統計模型,用以複製全球既錯綜複雜,又龐大的糧食網格模型,並透過這些統計模型預測地球「產糧」地區的未來生產力。預測結果顯示,美國的玉米與歐洲的小麥整體產量在2100年會增加,但產量很可能需要大幅將農場從現地北遷才會有效增加。預測結果也顯示東南亞高地的米與巴西的黃豆整體產量會增加,但在這些地區產量增加與減少的型態較為複雜。

這些聯合作者認為,近期農作物的增產可大大歸功於氣候變遷與二氧化碳濃度增加等因素。二氧化碳的作用近似肥料,並具備改善用水效率的功能。然而,他們也特別提醒:研究顯示,產量的增加伴隨的可能是養分與蛋白質含量的減少。研究員也警告:當氣候變遷為某些地區帶來好處,相對來說,劇烈高溫與乾旱也很有可能提高主食作物短缺的頻率。此外,產糧地區產量變動分配太過不均可能迫使農場花費所資不斐的遷地費。最後,本報告的統計模型所使用的產糧模型是根據近期的重要發展,如果要準確的預測未來的產量,還需要更深入研究,才能更準確的呈現當前的糧產。

2016展望報告也呈現實施COP21時的水資源壓力指標(WSI)。該指標常用於測量相關的用水與可用水率。在執行COP21時,人口與經濟成長(特別是發展中國家的經濟成長),以及氣候變遷將會使多數地區相關的用水與可用水率提升。水資源壓力指標在非洲的相關成長最為顯著,人口與經濟的成長則為推動這些相關成長的主因。

聯合作者總結,全球將要面臨水資源壓力的人口至2050年大約還會再增加15億人,而其中約有10億將經歷重度到極度的缺水。氣候變遷模式的不確定性將會是影響水資源壓力分佈地區與水資源壓力程度的關鍵。

麻省理工學院聯合計畫的代理主任亞當.斯洛勝(Adam Schlosser) 表示:「我們的研究報告顯示,即便COP21的氣候緩解行動並不足以在本世紀中前限縮持續攀升的全球缺水風險,為在2050年前充分的降低無法滿足水需求的風險,許多國家需要考慮採取各樣有效行動來增加用水效率,並為擴充儲水可能性採納可行的提案。我們進一步的分析將提供最節省成本的選項。」

COP21能源與氣候的潛在意涵

2015與2016的展望報告皆已分別詳述與探究,假設COP21的請願達成,並在2030後持平,全球表面平均溫度推測在2100年將會比前工業時期的氣溫高3.1-5.2°C,這遠遠超過聯合國氣候變化綱要公約(United Nations Framework Convention on Climate Change)訂定的2°C門檻,該限度是避免氣候變遷嚴重影響海平面升高、嚴重過量的降雨或降雪,和野外大火頻頻發生的門檻。全球平均降雨/雪量於2050年,將比前工業時期多3.9~5.3%,並預計在2100年升高7.1~11.4%。

根據麻省理工學院聯合計畫的估算,若執行COP21,地球的氣體排放軌跡會使溫室氣體(GHG)的上升程度遠超過巴黎協議的2°C目標,再這樣下去,即便溫室氣體排放量的氣候敏感度低,2°C的目標仍然會在2050年過後不久就被打破。於是,2016的展望報告提出三個氣體排放的情境—根據全球氣候分別以低度、中度、與重度標示溫室氣體排放的敏感程度—評估基準為2°C的限縮升溫標準,與各別程度具備維持該情境的低價、低碳能技術的可能性。

「巴黎協議讓能源預測一事更顯得重要,它呼籲各國設立目標,要求能源系統必須基於今日需求發展,使用完全不同的混合燃料。」聯合計畫代理主任舍杰.帕特瑟夫(Sergey Paltsev)說道,「透過報告,我們說明了變動的時機與特定技術的實際作用會被許多經濟與政治變數的影響。我們從這些未來成本與科技的不確定性獲得一個結論:政府不應該嘗試挑選「贏家」,政策與投資的焦點反而應該轉向任何減少能源氣體排放量的選項。」

發掘低價、低碳能源技術的可能性

要達成限縮升溫2°C的目標,端視科技、政策、相關的經濟與輿論如何演變。各樣的能源科技:如核能、再造能源、有機燃料或碳收集與儲存,皆可成為達標的關鍵要角。為了促使低碳的未來快快來到,2016的展望報告詳細的分析能源科技該在哪些層面創新,並檢視科技與經濟的限制。該報告也表達了對於核能技術、有機燃料、太陽能發電、儲電、電網,與碳收集與儲存等技術能有所突破的盼望。

除了這些分析報告,聯合計畫的研究員還使用了國際能源署預估的各種成本(包含技術成本),提出了數個假設性的情境。在每個情境中,這些先進科技分別擔任主角。然而這些情境都只是假設性的範本,並不一定與上述提到的特定能源發展相關。

「雖然很難準確預估哪樣科技發展才會是成功關鍵,我確信透過大量投資研究開發,我們會在一個,或者更多的科技領域見證重要的發展—以及成本的下降。」聯合計畫的副主任約翰.瑞力(John Reilly)表示:「如此一來,溫室氣體的控制成本將降低到一個程度,讓各國發現轉向制定氣候政策要來的容易多了。」

資料來源: https://news.mit.edu/2016/even-if-paris-climate-agreement-implemented-food-and-water-supplies-at-risk-1004