有關"RCP8.5"全球暖化情境推估，針對溫室氣體高碳放下之所謂“一切照舊(不做任何措施)”推論

一、高碳排全球氣候暖化「RCP8.5」情境推估

近期，關於氣候變遷的討論愈發熱烈，尤其是專注於一種名為RCP8.5的高排放暖化推估情境。這一情境通常被描述為「一切照舊」，暗指如果社會不採取任何減少溫室氣體排放的措施，可能導致的結果。然而，專家指出RCP8.5情境並非僅是一個保守的預測，而應被視為高碳排放的最糟糕情況。

RCP8.5的核心概念是建立一種「非常高基線排放情境」，其排放水準相當於當前可取得的無政策基線情境中排放水準的90%。然而，近年來，一些學者對RCP8.5採用的排放情境提出了質疑，認為其假設了未來高度排放以及大幅增長的煤炭使用。為了補充這一缺陷，一組新的未來推估情境，即「共用社經途徑」（SSPs），應運而生，以提供一個更廣泛的視角，描述可能的未來地球情況，特別是在缺乏氣候政策的情況下。

RCP8.5的創造者強調，該情境並非旨在呈現類似「一切照舊」的結果，並且「不偏好」於任何特定情況。然而，從後續引用中可以看出，能源系統建模者和氣候模型社群之間存在溝通斷層，這可能導致對RCP8.5情境的解讀和應用存在一定的差異。

儘管模擬最壞情況的結果至關重要，但同時也需要關注導致未來較低排放的無政策基線結果。要理解這些情境，人們需要評估各種不確定性因素，包括氣候系統對溫室氣體的敏感度以及能源系統模型對未來排放情況的模擬。為了應對這一挑戰，氣候研究在過去數十年間發展出了多種不同的情境，並將其應用於各種氣候模型中，以幫助政策制定者和公眾更好地理解可能的未來氣候變化情境。

二、代表濃度路徑RCP(未來氣候推估)什麼是?

代表性濃度途徑 (The Representative Concentration Pathways, RCPs)是用來呈現未來氣候變化的一種情境，其背後包含了對於氣候系統敏感性以及未來排放量的評估。這些情境的建立涉及到過去幾十年來氣候研究所累積的多項成果，並成為了驅動氣候模型研究的標準版本，被廣泛應用於政策制定和公眾教育中。

此情境的起源可以追溯到政府間氣候變化專門委員會（IPCC）第二評估報告（SAR）的IPCC 1992情境（IS92），以及在第三和第四評估報告（TAR和AR4）中提出的特殊報告中的6個排放情境（SRES）。隨後，進一步的研究產生了第五評估報告（AR5）中的4個RCP情境。目前，基於共用社經途徑（SSPs）的9個強制情境正為即將推出的第六評估報告（AR6）所採用。

這些情境的發展涉及對於能源系統模型和整合評估模型（IAMs）的使用，這些模型能夠模擬未來的能源科技和氣體排放情況。然而，隨著現代氣候模型對電腦的依賴日益加深，可用的未來排放推估情境數量卻受到了相當的限制。

近年來，隨著科技和社會經濟狀況的發展，研究人員開始感受到更新既有情境的迫切需求。由於既有情境已無法完全反映當代現實，因此在2007年IPCC AR4發布後，人們迫切希望能更新當時開發的舊SRES情境。然而，由於時間壓力，研究人員採取了一種「平行途徑」，即代表性濃度途徑（RCPs），作為暫時性解決方案。RCPs的引入在某種程度上彌補了社經途徑尚未完全成熟的缺陷。

對於氣候建模者和能源系統建模者而言，對未來排放情境的需求有所不同。能源系統建模者希望在不同的社會經濟假設下探索多種不同結果，如人口和經濟增長等。然而，為了有效評估和比較結果，氣候建模者需要能夠明顯區分暖化階段的模擬產出。因此，建立這些情境不僅是一種科學上的探索，更是一種為未來制定氣候政策提供依據的重要工具。

過去數十年來，氣候研究已經建立了多種不同的情境，這些情境成為了驅動氣候模型研究的標準，並且被廣泛應用於政策制定和公眾教育中。這些重要情境包括：

1.     政府間氣候變化專門委員會（IPCC）第二評估報告（SAR）所使用的IPCC 1992情境（IS92），其中包括六個不同的情境。這些情境提供了當時對於氣候變化可能性的初步瞭解。

2.     用於IPCC第三（TAR）和第四評估報告（AR4）特殊報告中的六個排放推估情境（SRES）。這些情境在探索不同排放水準下的氣候變化可能性方面發揮了關鍵作用。

3.     用於IPCC第五評估報告（AR5）的四個代表性濃度途徑（RCP）情境。這些情境進一步深化了對未來排放影響的理解，並提供了更全面的氣候變化預測。

4.     目前正在開發中的基於共用社經途徑（SSPs）的九個強制情境（forcing scenarios），預計將應用於未來的IPCC第六評估報告（AR6）中。這些情境旨在提供更加全面和準確的未來氣候變化預測，以支持更精準的氣候政策制定。

這些情境的建立與發展代表了氣候研究領域對於全球氣候變化影響的深入探索，並為政策制定者和公眾提供了重要的參考依據，以應對當前和未來可能的氣候變化挑戰。

未來的排放情境中，氣候建模者和能源系統建模者的需求存在一定差異。能源系統建模者致力於探索不同社會經濟假設下的多種結果，例如未來人口和經濟增長。然而，為了有效評估和比較結果，氣候建模者則需要能夠明顯區分暖化階段的產出。這兩個角色的協同作用對於制定精確且可持續的氣候政策至關重要。

自2007年IPCC AR4發布後，人們普遍期望能夠更新20世紀90年代後期所開發的舊SRES情境，以更好地反映當前科技和社會經濟狀況。Richard Moss博士及其同事於2010年在自然期刊上發表的一篇具有深遠視野的論文中指出，建模者們希望新情境能夠充分反映近十年來的新經濟數據，涉及新興技術的相關資訊，以及對於土地使用和土地覆蓋變化等環境因素的觀察。

由於IPCC AR5計劃於2013年推出，氣候建模者需要在2010年之前獲得可用的新情境。受時間限制影響，研究人員採取了一種「平行途徑」，即代表性濃度途徑（RCPs），作為暫時性解決方案。RCPs的引入填補了社會經濟途徑尚未成熟的空白，並為氣候建模者提供了一個可靠的參考框架，使其能夠在較短的時間內進行有效的模擬分析。

這種平行途徑的應用提供了一個彈性的選擇，使得氣候建模者能夠繼續進行研究，同時為未來氣候政策的制定提供了更具體和可操作的數據支援。因此，這種平行途徑不僅是一種應急措施，更是一種促進全球氣候研究和政策發展的重要工具。

上述提及的自然期刊(Nature)論文提供了一個關於新情境開發時間表的概述。該論文的內容顯示，研究人員正密切關注新情境的發展，並預計這些情境將與2013年IPCC AR5報告同步整合。

這項計劃的核心是確保新情境能夠及時整合到IPCC AR5報告中。研究人員將不遺餘力地加快開發進度，以確保新情境能夠完整地反映出近期的科技進展和社會經濟變化。這將有助於提高報告的準確性和可靠性，並為全球氣候政策制定提供更具體的指導。

透過將新情境納入IPCC AR5報告中，研究人員將能夠提供更為全面和詳盡的氣候變化預測。這也意味著未來的決策者和利益相關者將能夠根據更準確的數據和預測來制定更具針對性的政策和行動計劃，以應對不斷加劇的氣候變化挑戰(請參酌下圖)。 

能源系統模型社群採取了一種先創建與特定社會經濟或排放情境無關的未來"輻射驅動力"情境的決策。輻射驅動力是衡量溫室氣體、氣溶膠以及其他影響氣候保留額外熱能的因素的方法。

每個RCP僅提供了該輻射驅動力階段的許多可能途徑之一。研究RCP的人員強調，RCP並不意味著成為"新的，完全整合的最終情境"，而是僅關注未來溫室氣體濃度和其他輸入氣候模型的輻射驅動力。

根據世紀末的輻射驅動力，RCP包括以下四種途徑：RCP2.6（表示相對於工業化前的狀況，每平方米輻射驅動力增加了2.6瓦[W/m2]）、RCP4.5、RCP6.0和RCP8.5。選擇這四種途徑取決於不同的優先考量，這些考量包括跨越科學文獻中預測的未來排放和濃度範圍的情境，但又各有不同。

然而，由於發展社經途徑花費的時間比預期更長，RCPs未能在AR5出版時及時完成整合。這導致RCPs無法成為模擬不同潛在氣候產出的有用工具，因為缺乏任何一致的社經假設，以便研究人員可以檢查不同無政策基線和減緩情境的可能性。

挪威國際氣候研究中心的研究主任Glen Peters博士表示，RCPs在與SSPs的合併過程中存在許多問題，這也導致了對這一工作的混淆。他指出，在氣候模型社群中，RCPs非常實用，能夠提供一致的途徑用於類比和比較模型。然而，這種平行過程造成了對產生RCPs不同排放情境相對可能性和假設的相當大混淆。這也可能是RCP8.5作為學術文獻和媒體中默認的"一切照舊"情境的其中一個因素。通過瞭解這些挑戰，我們可以更好地理解RCPs的意義和局限性，進而促進更精確和細緻的氣候變化研究與決策制定。

三、可能遭遇最壞的狀況為何?

RCP的發展過程中出現了一項變化，即將非減緩"基線"情境與減緩情境結合在一起，其中氣候政策推動了不同程度的減排。

在先前的模擬成果中，例如IS92和SRES，所有情境都被特定設計以觀察一系列可能的基線"無政策"結果，即"參考"情境。這意味著當模型考慮未來社會發展的不同方向時，並未計算任何未來共同氣候減緩成果或現有承諾，如京都議定書。相比之下，RCP情境的四種中，只有RCP8.5是包括無政策推動減緩的"基線"情境（注：儘管RCP6.0與一些基線情境保持一致，即使該模型使用的特定IAM包括政策驅動的減緩）。

在Detlef van Vuuren等人關於RCP情境發展的論文中，作者稱其包括"一個減緩情境導致一個很低的驅動等級（RCP2.6），兩個中等穩定情境（RCP4.5/RCP6.0），以及一個高基線排放情境（RCP8.5）"。他們建議："RCP8.5應該被視為一個高排放情境，當'RCP6.0可以被解讀為中等基線抑或高減緩案例。'這顯示了作者們相信，沒有理由認為RCP8.5比RCP6.0更可能是'一切照舊'的結果。

RCP8.5被特定選擇為高端基線情境，並非特定描繪成最可能的"一切照舊"無政策結果。研究者們在論文中強調了這一點，突出了各情境的排放如何與當時能源模擬文獻發現的範圍相比較。

以下是來自他們研究的論文的圖表，顯示了各RCP與過去文獻中第90百分位（深灰）和第98百分位（淺灰）的能源模擬情境的比較。通過瞭解這些研究的背景和論證，我們可以更好地理解RCP8.5作為最糟情況下的高排放情境的含義，同時也能夠認識到研究者們對於建模和情境設計的細緻思考和分析。

根據van Vurren等人於2011年的研究，RCP情境中的溫室氣體排放與文獻情境投影範圍相比呈現明顯差異。(參酌圖表V1)中的深灰色代表第90百分位，而淺灰色則代表第98百分位。該圖表清晰展示了二氧化碳、甲烷和一氧化二氮的排放量。

在這些情境中，特別值得注意的是排放量的差異，這反映出對於溫室氣體排放未來變化的高度不確定性。這種不確定性意味著我們需要更深入的研究和評估，以確保我們對於氣候變化和溫室氣體排放的預測更為準確： 

RCP情境的溫室氣體排放與文獻情境投影範圍的比較──深灰是第90百分位，淺灰是第98百分位。圖表顯示二氧化碳(左)、甲烷(中)和一氧化二氮(右)。資料來源：van Vurren et al. (2011)圖6

RCP8.5情境在氣候變遷研究領域引起了廣泛關注，因其描繪了一個極端的情境，其中溫室氣體排放在21世紀末達到極高水準。儘管RCP8.5在學術文獻中被視為一個可能的未來發展路徑，但研究人員強調它並非唯一可能導致高排放的情境。

根據專家分析，RCP8.5的排放情境超出了文獻中大多數無政策基線情境的範疇，並且其排放水準大致位於文獻情境中的第90至第98百分位之間，有時甚至超過第98百分位。此外，研究者指出，約有40個能源模擬情境與RCP8.5具有類似的驅動等級，從而表明存在著其他可能導致高排放的情境。

儘管RCP8.5被認為描述了一個「一切照舊」的基線情境，即高人口增長和依賴化石燃料的情況，但這一描述與詳細情況之間存在差異。研究者強調，高排放情境的形成受到多種因素的共同影響，例如人口增長、經濟發展水準以及能源使用結構等。

值得注意的是，RCP8.5被部分學術文獻廣泛引用為描述「一切照舊」情境的代表，但對於其高排放特性在科學社群中的充分溝通尚有所欠缺。事實上，對於文獻中超過90%的無政策基線情境而言，其排放水平均低於RCP8.5所描述的極端情境。

總體而言，對於RCP8.5的解讀應該謹慎進行，並將其視為可能的未來發展路徑之一，而非唯一的結果。研究者對於排放情境的詳細分析有助於我們更好地理解不同因素對於氣候變化的影響，進而制定更有效的應對策略以應對全球氣候變化所帶來的挑戰。 

四、全新的共用社會經濟途徑SSP情境

新的共用社會經濟途徑（SSPs）情境於2017年終於問世，比Richard Moss及其團隊原先預期的晚了5年。SSPs將不同人口、經濟增長以及其他社會經濟假設融合進未來排放情境之中。他們同時考慮了一個廣泛的潛在無政策基線情境，以及減緩情境在不同社會經濟途徑下實現的可能差異。

SSPs涵蓋了直至2100年的時間跨度，其輻射驅動力基線情景範圍從5.0到8.5瓦/平方公尺。當驅動力限制在6.0、4.5、3.4、2.6和1.9瓦/平方公尺時，它們特別考慮了減緩情景。然而，由於計算限制阻礙了科學家通過每個氣候模型測試所有的SSPs，因此許多"制定者"情景在不同驅動力水準下被選擇用於CMIP6。CMIP6是一個為準備IPCC AR6而進行的全球氣候模擬計畫。

CMIP6將包括四個驅動力水準的RCPs（8.5、6.0、4.5和2.6），以及新的1.9、3.4和7.0驅動力情境。其中8.5和7.0情境源自SSP資料庫中無政策基線排放情境，而其他情景則是基於特定水準的減緩情境。

以下圖(CMIP6四驅動曲線圖)顯示了CMIP6中四種情境的CO2排放情況：8.5情境（紅色）、7.0情境（橙色）、6.0情境（黃色）和4.5情境（藍色），並將其與SSP資料庫中的無政策基線情景範圍（灰色）進行了比較。 

新的8.5情境代表了所有SSP（共用社會經濟路徑）過程中排放最高的無政策基線情境。7.0情境位於趨近中間的位置，而6.0情境接近模型所認定的最低值，其缺乏氣候政策推動，可能導致共同減緩付出的結果最低。

8.5情境類似於先前的RCP8.5情境，但在本世紀末二氧化碳排放量增加了約20%，其他溫室氣體排放量則減少了一些。IAMs（整合評估模型）在構建該情境時遇到了一些困難。在五個受檢驗的社經途徑中，只有SSP5能夠產生如此高的排放量。Raihi和他的同事在他們對SSP的概述中建議："8.5瓦/平方公尺的情況只能在相對較小的範圍內出現。相反，中間基線情境（SSP2）只能產生大約6.5瓦/平方公尺的驅動力訊號（範圍為6.5-7.3瓦/平方公尺）。"

新舊RCP8.5情境之間存在著許多差異的原因。前者基於不同的IAM（REMIND而非MESSAGE）。新情境也建立在非常不同的社經假設基礎上。儘管RCP8.5具有非常高的人口增長率和相對較低的經濟增長，新的8.5情境除了擁有低人口增長外，全球人口在2050年達到高峰，然後在2100年回落至原來的水準，同時也具有較高的經濟增長。

RCP8.5和新的SSP8.5情境對未來煤炭使用有著特殊的看法，這引起了能源研究人員的許多批評。要達到這些情境中的二氧化碳排放量，需要大規模使用煤炭，使得在2100年的使用量比當今多出6.5倍。

圖表(C.1)顯示了SSP資料庫中不同基線情境下的2100年國際主要能源結構。各個基線情境中的煤炭使用量差異巨大，從與今天相同的使用量（SSP1、SSP4情境），到基於REMIND IAM的SSP5基線情境中，煤炭使用量高出當前數倍。

根據SSP數據庫和Riahi等人在2017年的研究數據，下圖(圖表C.1 資料來源/Carbon Brief)顯示了在每個整合評估模型（IAM）和從SSP1到SSP5的基準情境下，全球在2100年的一次能源使用量。y軸以1018焦耳（EJ）為單位，x軸代表不同的IAM，從左至右代表不同的SSP。

在圖表的最左側，展示了截至2010年的當前能源使用情況，供作參考。該圖表清楚地展示了各個基準情境中在2100年全球一次能源使用量的差異。這一差異性反映了不同SSP情境下各IAM對於未來能源使用的不同預測。

同時，該圖表也突顯了全球在不同情境下對於能源使用的高度不確定性。值得注意的是，每個SSP和IAM的預測結果均受到各種因素的影響，包括政策措施、經濟發展、能源技術創新等。

這些數據提醒我們在能源政策制定和可持續發展策略規劃中，應該全面考慮各種情境和模型的預測，並提出具體的應對措施以應對全球能源使用的挑戰。 

下方的時間序列圖表(煤炭使用量的趨勢圖C.2)展示了各模型中煤炭使用量的趨勢。圖表中呈現了所有基線情境和各SSP減緩情境的煤炭使用情況（以細線呈現），同時還包含了使用CMIP6模型建立的創造者情境（以實線標示）。

這一時間序列圖表清晰展現了不同情境下全球煤炭使用量的演變軌跡。各基線情境和減緩情境的煤炭使用趨勢在未來幾十年呈現了多樣化的走向，反映了對於煤炭能源的需求和政策方向的不同預測。

同時，這些模型中使用CMIP6建立的創造者情境提供了一種另類觀察視角，透過對煤炭使用量的更深入分析，使我們能夠更清晰地理解全球煤炭消耗的可能未來趨勢。

這些數據的呈現對於能源政策制定者以及相關利益相關者具有重要意義，有助於他們制定更為全面且具體的能源發展策略，以應對全球能源使用的挑戰，同時也提供了有效的依據來應對氣候變化所帶來的影響。 

煤炭是一種主要的化石燃料，長期以來在全球能源生產和消費中扮演著重要角色。根據歷史資料顯示，煤炭的使用量持續增長，這反映了人類對於能源的持續需求和依賴。然而，隨著對可持續能源的關注日益增加，煤炭的地位逐漸受到質疑。

從SSP（Shared Socioeconomic Pathways）資料庫的情境來看，對於未來的煤炭使用趨勢有所預測。這些情境考慮了人類社會和經濟的不同發展軌跡，並通過對不同因素如人口增長、經濟發展和技術創新等的分析，提供了多種可能的未來發展方向。這些情境的研究為我們提供了預測和規劃未來能源使用的重要依據。

而CMIP6（Coupled Model Intercomparison Project Phase 6）驅動力情境則選擇了特定的創作者模型，這些模型能夠模擬和預測未來全球氣候變化的趨勢。這些模型不僅考慮了煤炭使用對於能源產生的影響，還關注了煤炭燃燒所產生的溫室氣體排放對全球氣候的影響。因此，這些模型成為了研究者們評估不同煤炭使用情境下全球氣候變化可能性的重要工具。

全球煤炭使用歷史資料與SSP資料庫情境以及CMIP6驅動力情境選擇的創作者模型共同提供了對未來能源使用和全球氣候變化趨勢的綜合性瞭解，這為我們制定可持續能源政策和應對氣候變化提供了重要參考依據。

全球煤炭使用自2014年達到高峰後已開始緩慢下降，即使缺乏新的氣候政策，未來全球煤炭使用量急劇增加的情景似乎不太可能。考慮到近年來其他能源科技成本的下降，這種趨勢更加合理。即將展開的「專家啟發」，即能源專家被要求評估各種可能性產出，指出RCP8.5情景僅有5%的概率成真，在所有無政策基線情境中。

然而，我們需要意識到，關於未來排放的預測存在極高的不確定性。例如，最近由諾貝爾經濟學獎得主比爾·諾德豪斯（Bill Nordhaus）等人共同撰寫的研究指出，在本世紀之前，全球有35%的機會超過RCP8.5情景。儘管大多數能源專家認為RCP8.5排放量的實現性較低，但它並非完全不可能。

高驅動力情景的模擬，如RCP8.5，能夠提供重要的科學成果。這些情景能夠更有效地檢測氣候系統的劇烈變化，具有較高的訊號雜訊比。換句話說，由於全球氣溫在這些情景中上升得更為顯著，研究人員更容易區分出模擬情景中的氣候變化訊號。這對於研究氣候影響、辨識人為暖化效應並區隔自然變因具有重要幫助。

RCP8.5情景也被用於確保一致性，因為它包含在過去的IPCC建模工作中（CMIP5），並且類似於先前IPCC報告中包含的情景（例如SRES情景中的A2和A1F1）。

碳循環也存在著巨大的不確定性，即使在整合評估模型中，相對較低的排放量也可能引起比預期更高的驅動力。為了更容易比較不同模型，CMIP氣候模型實驗設計中使用相同的驅動力設置，限制了模型考慮碳循環反饋的能力。

當研究人員關注氣候模型中使用RCP8.5排放情景時，而非CMIP的固定驅動力，他們發現平均二氧化碳濃度比CMIP情景高出44 ppm，輻射驅動力高出約0.25瓦/平方米。簡單地說，給定RCP8.5排放量，模型最終產出的平均輻射驅動力為8.75瓦/平方米，而不是8.5瓦/平方米。

這意味著人為排放造成的暖化影響比整合評估模型所預期的更為嚴重。當CMIP6模型搭配更好的碳循環反饋物理表示，例如北極永凍土的融化，這些碳循環反饋可能會增強。

正如van Vuuren向Carbon Brief所說：“擁有一個可以探索未來可能性的高端基線情景至關重要。此外，8.5瓦/平方米的驅動力等級並非完全不可能。除了促成RCP8.5社會經濟因素，溫室氣體的強烈反饋（如苔原釋放的甲烷）也可能導致高驅動力等級。同時，相對敏感的氣候系統可能會出現與RCP8.5一致的氣候影響。因此，為了透明度，若要探索高端情景的可能性，RCP8.5應被視為一種高端情景。”

基本“無政策”情景可以作為氣候變化研究中有用的反事實，讓人們瞭解缺乏氣候政策的世界將會面臨什麼樣的情況。但與此同時，基於技術快速發展的現實，理解這些情景並不簡單。儘管在21世紀初全球煤炭使用量持續增長似乎合理，但在缺乏新的氣候政策的2019年，這種情況超越“一切照舊”似乎並不太可能。