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由中央研究院（簡稱中研院）生物多樣性研究中心、成功大學生命科學系、臺灣大學大氣科學系，以及法國國家科學研究中心（centre national de la recherche scientifique, CNRS）組成的跨國研究團隊，結合熱力學原理與氣候資料庫，首創山區氣候速度的推估模式，首度發現全球有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，對生存在高海拔生態避難所的獨特物種構成了巨大威脅。此研究成果已於今（2024）年3月27日發表於《自然》（Nature）期刊。
 
由於山區環境在研究調查上的限制，全球多數山區缺乏長期運作的氣象觀測站，因此如何獲得山區氣候變化的量化資訊，成為研究上的一大挑戰。在本次的研究中，團隊探討了全球山區等溫線移動速度，以及生物反應之間的複雜關係。以熱力學第二定律為基礎，再加上衛星資料、生物資料等進行驗證，研究團隊研擬出量化估算山區氣候變化速度的方式。最主要的發現為全球各山區的海拔每上升1000公尺，溫度遞減率約為3∼9℃不等，變異極大。團隊成員沈聖峰在新聞稿中表示，本次的研究利用熱力學公式，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，可說是一大突破。
 
此外，受到全球暖化的影響，山區的生物多樣性也正面臨巨大的挑戰。團隊針對全球8616個山脈，分析了1971∼2020年這40年來的平均地表暖化速率，並描繪出等溫線的垂直移動幅度。結果發現，從美國阿拉斯加育空（Yukon）地區的乾旱地帶、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個區域的山脈等溫線，以每年近11.67公尺的速度上升，速度遠超過先前的估計。此項結果意味著地球的暖化程度加劇，且將對高海拔生態中的獨特物種構成嚴重威脅。儘管臺灣山區的地表溫度上升幅度並未超過全球平均，但研究中發現臺灣的高濕度環境，導致等溫線在海拔上移動速度快於全球平均，顯示全球暖化對臺灣山區影響相對嚴重。
 
在本次的研究中，團隊也發現乾燥和濕潤山區之間的氣候變化速率存在顯著差異。由於乾燥地區的空氣含水量較少、地表的暖化速度較快，造成山區氣候變化速率較高；而在濕潤地區濕氣的作用可讓地表的暖化情況較緩和，但也有部分山區會因為環境較濕潤，造成該地區的溫度遞減率較低。
 
面對全球暖化、氣候變遷帶來的多重困境，全球山地生態系統的未來面臨諸多挑戰。這項跨領域研究統合了生物、大氣、機器學習等相關背景的學者，不僅是對氣候動態的學術探討，同時也可作為國際社會針對受到氣候變遷威脅最嚴重的地區制定相關保護措施的重要參考。
 

新聞來源
中央研究院秘書處媒體小組（2024年3月28日）。發現全球17山區暖化嚴重！中研院跨域研究登《自然》期刊。中央研究院，https://www.sinica.edu.tw/News_Content/55/2530