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電子報

新興科技應用
農村發展及水土保持署
提供多元視覺化的氣候資訊-美國Climate.gov
期數 / 第34期
發布日期 / 2021.12.30
主筆 / 林宥伯
責任編輯 / 陳振宇

氣候與環境瞬息萬變,並與人類活動互相影響,關係密切,因此掌握氣候知識、管理風險並做出相對應的抉擇,是自國家運作至個人生活都將面對的議題。在美國,政府機構為了滿足從民眾到專業人士的一系列需求,以及促進公眾理解、參與、應用等面向,美國國家海洋暨大氣總署(NOAA)建置了Climate.gov網站,提供各種即時數據、驗證後的研究資料、氣候科學知識與各種氣候調適資訊(如圖1)。

Climate.gov不僅服務美國大眾,也對全球開放了許多科學數據及服務,為商業應用、教育科普、國家經濟對策等提供支援,網站內容豐富多元,以下將從四大面向介紹:以對科學感興趣的民眾為主的News & Features雜誌專欄;提供氣候數據入門的氣候地圖與進階工具Maps & Data;提供美國K-12與各種延伸教育材料的Teaching Climate;提供政策制定、專業人士與氣候政策應用者的The U.S. Climate Resilience Toolkit,同時也是Climate.gov的姊妹網站。

圖1、NOAA植被健康指數,2021.12/23 (Vegetation Health Index, VHI)。來源:https://www.star.nesdis.noaa.gov/
圖1、NOAA植被健康指數,2021.12/23 (Vegetation Health Index, VHI)。來源:https://www.star.nesdis.noaa.gov/
News & Features:氣候觀點科普、俯拾即是精華

在深入艱深的氣候領域學門之前,NOAA提供了較為平易近人的雜誌風格內容,從民眾影響到研究人員訪談,引導讀者探索氣候資訊的不同面向,例如氣候與炸薯條之間的關聯(如圖2)。

圖2、氣候變遷如何影響炸薯條。CC license by Flickr user L.A. Foodie.
圖2、氣候變遷如何影響炸薯條。CC license by Flickr user L.A. Foodie.

薯條依靠馬鈴薯生產與加工,然而馬鈴薯適合在涼爽的天氣下生長,在育種科學2019 年的一項研究報告中提到,馬鈴薯的地上莖和葉,其生長的最佳溫度是相對涼爽的 75°F (24°C),但最大塊莖生長最佳的溫度則在更冷的 68°F ( 20°C)。再加上需要數月的冷藏,因此美國前三大產地分布在愛達荷州、華盛頓州和威斯康辛州(如圖3),但在全球暖化的影響下(如圖4),植物抗病性與病蟲害(如圖5)皆因暖化而漸趨嚴重,產地產量都將面臨挑戰。

圖3、美國前三大馬鈴薯種植州。來源:Climate.gov 根據美國農業部 CDL 的數據繪製
圖3、美國前三大馬鈴薯種植州。來源:Climate.gov 根據美國農業部 CDL 的數據繪製
圖4、1991 年至 2020 年期間,愛達荷州、華盛頓州和威斯康辛州這三個最大的馬鈴薯生產州 7 月的平均白天高溫均明顯上升。來源:Climate.gov
圖4、1991 年至 2020 年期間,愛達荷州、華盛頓州和威斯康辛州這三個最大的馬鈴薯生產州 7 月的平均白天高溫均明顯上升。來源:Climate.gov
圖5、科羅拉多馬鈴薯甲蟲Leptinotarsa decemlineata可能在氣候變暖的情況下對馬鈴薯植株造成更大威脅。來源:美國農業部USDA
圖5、科羅拉多馬鈴薯甲蟲Leptinotarsa decemlineata可能在氣候變暖的情況下對馬鈴薯植株造成更大威脅。來源:美國農業部USDA
Maps & Data:視覺轉化、情報先行

藉由視覺化,將長期累積的調查與研究資料轉換成圖像,可讓人更快掌握各種特徵與趨勢,除了熱浪影響經濟之外,降雪也是節慶常見元素與出遊情報的需求,同時反映了全球氣候系統趨勢。在NOAA 國家環境資訊中心(NCEI)所製作的(1991-2020年)期間美國氣候圖中,便呈現12月25日美國各地氣象站地面至少會有1英寸積雪的機率(如圖6)。

資料上使用了1991 年至 2020 年,最近三十年氣候測量值的平均值,整合近 15,000 個站點的觀測成果,包含每日和每月的溫度、降水、降雪、升溫與降溫日數、霜凍/凍結日期和生長度日的平均值,其中大部分由 NOAA 的國家氣象站提供服務。

圖6、美國降雪機率圖。來源:Climate.gov
圖6、美國降雪機率圖。來源:Climate.gov
Teaching Climate:經驗轉化、教育傳承

氣候議題不僅是現在進行式,更將延伸至未來世代,如何將目前困境與歷史經驗保存、傳承給下一世代的人們,是議題所關注的另一角度。在氣候暖化的各種影響中,融冰帶來的海平面變化,不僅是氣候與洋流,更影響了國土保育以及海洋經濟的規劃,NOAA 海平面趨勢圖服務,提供了說明了美國區域和一些國際海平面趨勢,並藉箭頭表示變化的方向和幅度(如圖7)。

圖7、地區相對海平面上升/下降趨勢圖。來源:NOAA Tides & Currents
圖7、地區相對海平面上升/下降趨勢圖。來源:NOAA Tides & Currents

而這些線上互動服務與材料,能將多個學科結合到地球、海洋科學等教學上,學生可以研究構造、洋流、海岸線變化、沉積和過去海平面趨勢的作用。

The U.S. Climate Resilience Toolkit:運籌帷幄、洞燭機先

除了生活與教育之外,美國氣候韌性工具包(Climate Resilience Toolkit)提供了更為專業的操作工具與準則(如圖8),提供專業領域應用,包括風險管理與步驟 (如圖9),各地區案例研究(如圖10),氣候預測儀表板(圖11)等,涵蓋不同數據來源與視覺化地圖應用。

圖8、美國氣候韌性工具包網站。來源:https://toolkit.climate.gov/
圖8、美國氣候韌性工具包網站。來源:https://toolkit.climate.gov/
圖9、恢復力步驟框架Resilience framework。來源:https://toolkit.climate.gov/
圖9、恢復力步驟框架Resilience framework。來源:https://toolkit.climate.gov/
圖10、以地區查詢氣候調適案例。來源:https://toolkit.climate.gov/
圖10、以地區查詢氣候調適案例。來源:https://toolkit.climate.gov/
圖11、氣候預測儀表板(服務)。來源:https://crt-climate-explorer.nemac.org/
圖11、氣候預測儀表板(服務)。來源:https://crt-climate-explorer.nemac.org/

氣候影響是全面的,相對於全球,每個人雖相對渺小,但卻是氣候因應中的關鍵,唯有團結、認同議題的重要性,並採取行動,許多議題才能從根本解決。Climate.gov提供了角度豐富的全球氣候相關資訊,並開發了更多的工具與視覺化展示成果待大家發掘,趕快上線試看看吧!

相關連結

1. NOAA Climate.gov網站:
https://www.climate.gov/
2. 氣候和炸薯條的關聯性:
https://www.climate.gov/news-features/climate-and/climate-french-fries
3. 互動地圖:你是否夢想過一個白色的聖誕節?
https://www.climate.gov/news-features/understanding-climate/interactive-map-are-you-dreaming-white-christmas
4. 美國降雪機率圖-互動地圖:
https://noaa.maps.arcgis.com/apps/instant/sidebar/index.html?appid=b84e9ad7fa6d4c2da15001efc048c809
5. 美國降雪機率圖-數值下載:
https://www.ncei.noaa.gov/media/3501
6. 美國降雪機率圖-KMZ下載:
http://www.climate.gov/sites/default/files/2021-12/White-Christmas-Probability-1991-2020-normals-KMZ.zip
7. 海平面趨勢(NOAA服務網站):
https://tidesandcurrents.noaa.gov/sltrends/sltrends.html
8. 海平面趨勢教學資源包:
https://cleanet.org/resources/42853.html
9. 氣候預測儀表板:
https://crt-climate-explorer.nemac.org/

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