氣候變遷情境下海平面上升溢淹風險評估
1. 氣候變遷情境資料：採用IPCC CMIP6 暖化情境
根據IPCC第六版氣候耦合模式比對計畫（Intergovernmental Panel on Climate Change, Coupled Model Intercomparison Project Phase 6, CMIP6）中的共享社會經濟路徑(Shared Socioeconomic Pathway, SSP)中的SSP3-7.0情境，推估在全球暖化2℃情境下，未來2037至2056年間，臺灣海平面將上升約34.5cm，這一數值基於基隆站與高雄站兩個觀測站的平均值推估臺灣海平面上升數值。
2. 海平面上升與溢淹範圍推估
海平面上升造成溢淹的推估流程，如下圖１，研究中使用TCCIP計畫中的數據，模擬2℃情境下第95百分位海平面上升的平均值，作為升溫2℃情境的計算依據。並採用內政部地政司衛星測量中心的空間解析度1公尺之臺灣本島範圍內數值地形模型（DTM），及土地利用資料和對應的每種土地利用類型等資料，利用半隱式、跨尺度水科學整合系統模式 (Semi-implicit Cross-scale Hydroscience Integrated System Model, SCHISM) 進行在氣變情境下可能形成之臺灣海岸永久淹沒範圍之推估。相關模擬成果，已發表於2024科學報告第四章中，可進一步查詢。
圖1 模擬海平面上升溢流程圖
模擬過程中為確保模擬數據的可靠性，僅考慮長期海平面上升與規律的天文潮汐變化，未納入短時、具高不確定性的暴潮偏差量。評估過程採用的邊界條件，模式與呈現方式如下所述
-
動態天文潮汐（Dynamic Astronomical Tide, DAT）：由Hsiao等人（2022）提出，用於模擬天文潮汐對海平面上升的影響。
-
固定上升高度：34.5cm：以GWL 2℃全球暖化程度下的海平面上升為基準，並結合動態天文潮汐變化。
-
SCHISM-COAST-2DH模式：設定外海開放邊界，以動態天文潮汐和海平面上升共同作為模擬條件。
-
500平方公尺網格單位：以高精度網格繪製海岸溢淹範圍，提升推估成果的可視化與精確度。
模擬升溫2℃情境下海平面上升造成各縣市溢淹深度如表1，海平面上升造成各縣市淹沒面積占比及深度，最大溢淹深度超過2.0m包含桃園市、新竹縣市、雲林縣、嘉義縣與臺東縣等。海平面上升對西部地區造成的溢淹衝擊的影響範圍如圖2(整理至科學報告4.3海岸章節)，主要影響範圍為彰化縣芳苑鄉及大城鄉、雲林縣台西鄉及口湖鄉、嘉義縣東石鄉及布袋鎮、臺南市北門區及七股區，以下為主要溢淹範圍。
彰化縣
-
主要溢淹範圍為沿岸沙洲、魚塭及海埔新生地。
雲林縣及嘉義縣交界處
-
北港溪出海口附近濕地與聚落出現較大範圍且較深的溢淹現象(圖3)。
-
沿岸魚塭、濕地與海埔新生地溢淹嚴重。
臺南市
-
溢淹集中於沿岸沙洲、魚塭與低地，溢淹範圍廣泛且深度較大。
-
表1 全球暖化程度2℃海平面上升情境下，各縣市淹沒面積占比及深度
|
縣市 |
總面積(平方公里) |
淹沒面積百分比(%) |
最大深度(公尺) |
|
新北市 |
2053 |
1.5 |
1.5至2.0 |
|
基隆市 |
133 |
2.26 |
0.5至1.0 |
|
桃園市 |
1221 |
1.00 |
>2 |
|
新竹縣市 |
1532 |
1.09 |
>2 |
|
苗栗縣 |
1820 |
1.61 |
1.0至1.5 |
|
臺中市 |
2215 |
0.91 |
0.5至1.0 |
|
彰化縣 |
1074 |
2.89 |
1.5至2.0 |
|
雲林縣 |
1291 |
4.30 |
>2.0 |
|
嘉義縣市 |
1964 |
1.40 |
>2.0 |
|
臺南市 |
2192 |
3.29 |
1.5至2.0 |
|
高雄市 |
2952 |
0.48 |
1.5至2.0 |
|
屏東縣 |
2776 |
1.04 |
1.0至1.5 |
|
宜蘭縣 |
2144 |
0.56 |
0.5至1.0 |
|
花蓮縣 |
4629 |
0.30 |
1.5至2.0 |
|
台東縣 |
3515 |
1.24 |
>2.0 |
資料來源：2024國家氣候變遷科學報告
圖2 海平面上升溢淹範圍展示
|
以雲林縣為例，以500平方公尺網格呈現模擬的海平面上升造成永久溢淹的結果，圖中已將淹水深度等級化，等級越高，顏色越深，表示溢淹深度越深。在雲林的台西與口湖鄉有較顯著的海平面上升造成之的溢淹範圍。 |
圖3 雲林縣海平面上升溢淹範圍 |
3.氣候變遷海岸災害風險指標定義
根據國際政府間氣候變化專門委員會(IPCC, 2012)的評估報告，氣候變遷下的風險可透過危害度、脆弱度及暴露度等三項指標衡量如圖4。此研究根據此架構定義海岸災害風險圖，危害度以暖化情境造成海平面上升作為氣候危害因子。脆弱度是沿海地區對海平面上升的敏感性與調適能力，反映地區對災害的易感性。脆弱度越高，表示地區更容易受到災害影響且復原能力較弱。對於位於沿海地區相對低漥地區，面臨危害時容易造成溢淹衝擊，故在此脆弱度則以海平面上升造成溢淹的深度與範圍，溢淹深度越高，其脆弱度越高。此研究以海平面上升的溢淹範圍，作為危害-脆弱度指標呈現。暴露度是可能受外在影響的對象，危害-脆弱度可應用於不同暴露度下的海岸災害衝擊評估，如保安林、古蹟、工業區等。在此研究則是以影響範圍內的人口密度多寡作為暴露度程度。以下對各指標進行詳細說明：
圖4 海岸災害風險指標組成
1. 危害-脆弱度指標
採用TCCIP計畫提供之SSP3-7.0情境下，全球暖化2℃情境下的第95百分位海平面上升高度(34.5cm) 加上天文大潮條件下，搭配自內政部地政司臺灣本島的海岸範圍的1公尺解析度高精度數值地形模型，利用半隱式、跨尺度水科學整合系統模式 (SCHISM)模擬臺灣海平面上升可能造成淹沒範圍及溢淹的深度，以高精度500平方公尺網格繪製海岸溢淹範圍，進而依據溢淹深度分為五級，如下圖5，顏色越深表示危害-脆弱度等級越高，溢淹深度越高，故第一級深度是相對低，第五級則是溢淹深度最深，西部地區之彰化以南縣市，溢淹情況較明顯。
圖5 氣候變遷情境下海岸災害之危害-脆弱度圖
2. 暴露度指標
以海岸地區的人口密度作為暴露度指標，當人口密度越高，暴露度越高，受災影響也越大。根據海平面上升造成的溢淹增加範圍，評估該範圍內的人口密度。全台海岸災害之暴露度指標等級之空間分布圖，如圖3所示。人口密度較高的地區，暴露指標等級越高，海平面上升溢淹範圍內的人口密度，以東北角、宜蘭縣、苗栗縣、臺中市、雲林縣、屏東縣、臺東縣人口密度偏高。
後續可評估不同暴露度指標，以了解海岸災害對對不同土地利用的衝擊影響，如保安林、古蹟、工業區與土地規劃區域，以提供決策者制定區域性的防災與調適策略，提升災害應對能力。
圖6 全臺濱海陸域地區人口密度暴露度圖
3. 海岸災害風險圖
氣候變遷下海岸災害風險圖是評估在暖化2℃情境下，海平面上升溢淹範圍受影響人口的風險。以全球暖化情境下造成海平面上升溢淹衝擊之危害-脆弱度等級(圖5)，乘上海岸溢淹空間範圍內之人口密度之暴露度等級(圖6)，以評估海岸災害風險等級，如圖7所示。溢淹深度高，危害-脆弱度等級高，人口密度高，暴露等級越高，根據圖7可發現風險等級最高的地區集中於西部海岸，特別是彰化縣、雲林縣、嘉義縣與屏東縣，主要是因為西部沿海地區受海平面上升與天文大潮影響最為顯著，故危害-脆弱度以西部海岸等級較高，進而反映於海岸災害風險等級。而在東北角、宜蘭縣、苗栗縣、臺中市、雲林縣、屏東縣與臺東縣，部分地區有較高的風險等級，是因為該地區暴露海岸地區之人口密度較高。
藉由氣候變遷下海岸災害風險圖，辨識相對高風險區域，未來應針對高風險區域如彰化、雲林、嘉義及屏東強化防洪設施，提早規劃調適調與防災措施，降低氣候變遷海平面上升溢淹的衝擊，確保沿海地區的生命與財產安全。
圖7 全臺濱海陸域地區海平面上升風險圖