第四章 河川態有機碳輸出模氣候變遷之衝擊
4.4 氣候變遷下溶解態有機碳輸出情形
4.4.1 逐月輸出情形
以SWAT 模式產出之氣候變遷情境下近程(S)、中程(M1)、中長程(M2)
與長程(L)之各 GCMs 之日流量,代入 Loadest 模式產生之多元迴歸式,
並將其三百年每年總輸出取平均值後得表4-8,表 4-8 顯示在 RCP_8.5 短程
(S)情境下,HadGEM2-AO 輸出情況大致與 Baseline 相同,僅二月、六月、
七月、九月與十二月較Baseline 有小幅差異,然差異皆小於 1%(表 4-9),
而同情境下CRISO-Mk3.6.0 輸出月差異大,最大溶解態有機碳輸出為九月 之1174(kg/day),最低輸出則為一月之 305(kg/day),其溶解態有機碳輸 出在三月至十一月皆較Baseline 多,輸出較 Baseline 少之月份僅十二月至一 月。CCSM4 模式情境下,溶解態有機碳輸出自五月至十月皆較 Baseline 多;
十一月至四月輸出則較Baseline 情況少,但七月則較 Baseline 增加最多,差 距達38.1%。bcc-csm1.1-m 模式輸出結果溶解態有機碳相較 Baseline 多月份 為五月至十一月,較少之月份為十二月至四月,且在一月時與Baseline 輸出 結果差異最大,達-22.1%。NorESM1-ME 溶解態有機碳輸出月際間差異小,
相較Baseline 多之月份僅五月、八至十月,其餘月份均較 Baseline 少。
而在RCP_8.5 中程(M1)情境下,HadGEM2-AO 輸出情況僅七月至十 月輸出較Baseline 多,又以八月份輸出最多,為 879(kg/day),二月份最少
(圖4-11);然而,與 Baseline 相差最大為六月之-25.05%(表 4-9)。同情境 下CRISO-Mk3.6.0 自二月至十月輸出皆較 Baseline 多,月差異大,最大溶 解態有機碳輸出為八月份985(kg/day),最低輸出則為十二月之292(kg/day),
其溶解態有機碳輸出在三月至七月皆較Baseline 多出 25%以上。CCSM4 模 式情境下,溶解態有機碳輸出在七月與八月分別輸出1009(kg/day)與 1062
(kg/day),但在九月即大幅下降至685(kg/day),較Baseline 減少 15.95%,
十一月至四月輸出皆較Baseline 情況少。bcc-csm1.1-m 溶解態有機碳模式輸 出結果相較Baseline 多之月份僅五月,其餘月份皆較 Baseline 輸出少,以三 月、八月與十二月差異最多,並在八月差異最大,達-14.94%。NorESM1-ME 溶解態有機碳輸出各月份間變化無特定趨勢,在九月輸出最多,但相較 Baseline 多增加最多之月份為五月。
中長程(M2)情境下,HadGEM2-AO 輸出情況僅八月與九月輸出較 Baseline 多,又以八月份輸出較多,為 856(kg/day),十二月份262(kg/day)
最少。然而,與Baseline 相差最大為十一月之 273(kg/day),相差-31.58%
(表4-10)。同情境下 CRISO-Mk3.6.0 僅十月輸出 575(kg/day)較 Baseline 少1.71%,其餘月份輸出皆較 Baseline 多,七月與八月輸出分別為 1250
(kg/day)與 1092(kg/day),較 Baseline 增加 47.06%與 33.99%,為輸出最 高之兩個月份,而輸出最少則為十一月之401(kg/day)。CCSM4 模式情境 下,溶解態有機碳輸出在七月與八月分別輸出807(kg/day)與 1095(kg/day),
分別較Baseline 增加 25.9%與 28.82%,五月至九月間溶解態有機碳輸出皆 較Baseline 增加,但在十月即大幅下降至 483(kg/day),較 Baseline 減少
17.44%,自十月至四月輸出皆較 Baseline 情況少,又以二月減少最多,僅輸 出310(kg/day),較 Baseline 減少 23.81%。bcc-csm1.1-m 溶解態有機碳模 式輸出結果相較Baseline 多之月份僅七月與八月,分別輸出 712(kg/day)
與923(kg/day),較 Baseline 增加 11.08%與 8.59%,其餘月份皆較 Baseline 輸出少,以四月輸出324(kg/day)與 Baseline 相差-16.71%最多,然而整體 輸出最少月份為三月之279(kg/day)。NorESM1-ME 模式僅五月、六月與 十月輸出529(kg/day)、616(kg/day)與 608(kg/day)較 Baseline 增加,
分別增加22.74%、23.45%與 3.93%,其餘月份均較 Baseline 減少。
長程(L)情境下,HadGEM2-AO 輸出情況僅七月至九月與十一月輸出 743(kg/day)、1002(kg/day)、730(kg/day)與 543(kg/day)較 Baseline 多,又以八月份輸出最多,但十一月與Baseline 相差 36.09%最多。其餘月 份均較Baseline 少,其中十二月至二月、四月溶解態有機碳輸出均較 Baseline 少30%以上,以十二月輸出 217(kg/day)與 Baseline 相差-37.28%最多。
CRISO-Mk3.6.0 僅八月、十月與十二月輸出 848(kg/day)、537(kg/day)
與325(kg/day)較 Baseline 少 0.24%、8.21%與 6.07%,然而,模式輸出量 最大為八月份。其餘月份均較Baseline 多,以五月輸出 661(kg/day)與 Baseline 相差 53.36 最多。CCSM4 模式情境下,溶解態有機碳輸出在七月與 八月分別輸出1090(kg/day)與 1133(kg/day)最多,亦與 Baseline 相差最 大,分別相差70.05%與 33.29%,自五月至九月與十一月均較 Baseline 多,
但在十月即大幅下降至457(kg/day),較Baseline 減少 21.88%,相差最大。
十二月至四月輸出皆較Baseline 情況少。bcc-csm1.1-m 溶解態有機碳模式輸 出結果自七月至九月、十一月至一月相較Baseline 多,輸出最多之月份為八 月之930(kg/day),較 Baseline 增加 9.41%,而十一月輸出 603(kg/day)
與Baseline 相差 51.13%最多;輸出最少則為三月之 282(kg/day),與Baseline 相差-12.69%。NorESM1-ME 輸出以八月 854(kg/day)最多,但較 Baseline
增加之月份為三月、五月、六月、八月至十一月,其中又以十一月輸出642
(kg/day)與 Baseline 相比增加 60.9%最多。
圖4-11 RCP 8.5 情境下 5 種 GCM 模式
模擬坪林上游集水區2021-2100 年之 DOC 輸出情況
表4-8 RCP 8.5 情境下 5 種 GCM 模式
模擬坪林上游集水區2021-2100 年之 DOC 輸出情況(kg/day)
S Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec RCP_8.5(2021-2040)
Baseline 340 336 323 389 431 499 641 850 815 585 399 346 HadGEM2-AO 340 337 323 389 431 502 642 850 814 585 399 347 CRISO-Mk3.6.0 305 323 338 465 551 591 787 1095 1174 756 414 331 CCSM4 320 318 274 307 438 639 885 992 759 492 341 303 bcc-csm1.1-m 265 276 289 325 421 525 598 792 930 734 431 282 NorESM1-ME 288 310 315 343 437 466 612 883 903 617 398 291
表4-8(續) RCP 8.5 情境下 5 種 GCM 模式 (註:顏色越紅輸出越多,顏色越藍輸出越少)
模擬坪林上游集水區2021-2100 年之 DOC 輸出情況(kg/day)
M1 Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec RCP_8.5(2041-2060)
Baseline 340 336 323 389 431 499 641 850 815 585 399 346 HadGEM2-AO 288 270 258 317 343 374 619 879 786 477 317 289 CRISO-Mk3.6.0 315 384 423 500 590 688 835 985 890 523 352 292 CCSM4 316 295 266 303 414 672 1009 1062 685 491 378 331 bcc-csm1.1-m 310 316 290 370 433 466 633 723 763 493 378 311 NorESM1-ME 309 311 289 385 500 496 579 781 838 597 418 337
(註:顏色越紅輸出越多,顏色越藍輸出越少)
表4-8(續) RCP 8.5 情境下 5 種 GCM 模式
模擬坪林上游集水區2021-2100 年之 DOC 輸出情況(kg/day)
M2 Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec RCP_8.5(2061-2080)
Baseline 340 336 323 389 431 499 641 850 815 585 399 346 HadGEM2-AO 322 318 263 297 346 386 593 856 816 445 273 262 CRISO-Mk3.6.0 436 470 443 528 587 588 915 1250 1092 575 401 412 CCSM4 274 256 257 352 446 534 807 1095 856 483 323 278 bcc-csm1.1-m 313 310 279 324 377 461 712 923 807 499 381 296 NorESM1-ME 282 277 290 385 529 616 636 747 775 608 349 288
(註:顏色越紅輸出越多,顏色越藍輸出越少)
表4-8(續) RCP 8.5 情境下 5 種 GCM 模式模擬 坪林上游集水區2021-2100 年之 DOC 輸出情況(kg/day)
L Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec RCP_8.5(2081-2100)
Baseline 340 336 323 389 431 435 641 850 697 585 399 346 HadGEM2-AO 226 221 240 256 359 370 743 1002 730 444 543 217 CRISO-Mk3.6.0 394 455 478 465 661 623 697 848 746 537 538 325 CCSM4 299 304 272 317 559 579 1090 1133 794 457 453 278 bcc-csm1.1-m 359 319 282 341 394 400 731 930 712 559 603 357 NorESM1-ME 293 302 330 384 630 573 591 854 790 621 642 303
(註:顏色越紅輸出越多,顏色越藍輸出越少)
表4-9 RCP 8.5 情境下 5 種 GCM 模式
模擬坪林上游集水區2021-2100 年之 DOC 輸出差異百分比(%)
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec RCP_8.5(2021-2040)
HadGEM2-AO 0 0.3 0 0 0 0.6 0.2 0 -0.1 0 0 0.3 CRISO-Mk3.6.0 -10.3 -3.9 4.6 19.5 27.8 18.4 22.8 28.8 44.1 29.2 3.8 -4.3 CCSM4 -5.9 -5.4 -15.2 -21.1 1.6 28.1 38.1 16.7 -6.9 -15.9 -14.5 -12.4 bcc-csm1.1-m -22.1 -17.9 -10.5 -16.5 -2.3 5.2 -6.7 -6.8 14.1 25.5 8 -18.5 NorESM1-ME -15.3 -7.7 -2.5 -11.8 1.4 -6.6 -4.5 3.9 10.8 5.5 -0.3 -15.9
(註:顏色越紅正差越多,顏色越藍負差出越多)
表4-9(續) RCP 8.5 情境下 5 種 GCM 模式
模擬坪林上游集水區2021-2100 年之 DOC 輸出差異百分比(%)
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec RCP_8.5(2021-2040)
HadGEM2-AO -15.3 -19.6 -20.1 -18.5 -20.4 -25.1 -3.4 3.4 -3.6 -18.5 -20.6 -16.5 CRISO-Mk3.6.0 -7.4 14.3 31 28.5 36.9 37.9 30.3 15.9 9.2 -10.6 -11.8 -15.6 CCSM4 -7.1 -12.2 -17.7 -22.1 -3.9 34.7 57.4 24.9 -16 -16.1 -5.3 -4.3 bcc-csm1.1-m -8.8 -6 -10.2 -4.9 0.5 -6.6 -1.3 -14.9 -6.4 -15.7 -5.3 -10.1 NorESM1-ME -9.1 -7.4 -10.5 -1 16 -0.6 -9.7 -8.1 2.8 2.1 4.8 -2.6
(註:顏色越紅正差越多,顏色越藍負差出越多)
表4-9(續) RCP 8.5 情境下 5 種 GCM 模式
輸出量431(kg/day)最少;CRISO-Mk3.6.0 輸出則以 M2 之 641(kg/day)