中研院生物多樣性研究中心研究員沈聖峰（左二）、成大生命科學系副教授陳一菁（左三）等人的國際研究團隊，創新結合熱力學原理與氣候資料庫，不僅首創山區氣候速度的推估模式，更首度發現全球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。記者葉冠妤／攝影
因山區缺乏長期運作的氣象觀測站、氣候複雜，多年來山區氣候變化難以預測。由中研院生物多樣性研究中心研究員沈聖峰領銜的國際研究團隊，結合熱力學原理、氣候資料庫，首創山區氣候速度估算模式，並首度發現美國阿拉斯加育空的乾旱地帶、地中海盆地、俄羅斯科達爾山脈、日本山區等全球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，對高海拔生態避難所的獨特物種構成巨大威脅。研究成果已於3月27日發表於國際頂尖期刊「自然」（Nature）。
中研院指出，這項名爲「全球山區氣候變化速度與物種適應」（Climate velocities and species tracking in global mountain regions）的研究，探討全球山區等溫線移動速度與生物反應之間的複雜關係。研究團隊運用熱力學第二定律，輔以衛星資料、生物資料進行驗證，開世界之先，研擬出計算山區氣候速度的方式。
研究針對全球8616個山脈，分析過去40年來的平均地表暖化速率，精度描繪了等溫線的垂直移動。研究首度發現，從美國阿拉斯加育空的乾旱地帶、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區域的山脈，等溫線正以每年逾11.67公尺的速度上升，速度遠超過先前估計，意味着暖化程度加劇。
沈聖峰表示，成大生命科學系副教授陳一菁在2010年曾發表研究指出，生物在緯度能跟上氣候變遷速度，在海拔卻跟不上，其中可能原因之一是山區氣候速度未被正確估算過，因此這次跨團隊透過熱力學原理、地表氣候資料庫推估山區，驗證結果比衛星資料更能解釋山區生物移動。
他進一步說，研究主要發現兩部分，一是大家熟知的當地表溫度上升時，山區生物會受影響，另一個發現則是環境溼度也是影響山區氣候速度的重要因素，溼潤地區地表升溫程度雖然較低，但氣候降溫也比較慢， 導致生物必須移動比較遠，才能達到相同溫度，這是以前較被忽略的機制。
回到臺灣來看，沈聖峰表示，臺灣等溫線每年平均上升約7公尺，高於全球平均中位數的5公尺，但相較前20%的11公尺，臺灣不算最嚴重，但仍比平均高。陳一菁則說，臺灣升溫速度比全球平均快，且臺灣溼度高，因此氣候變遷速度相對高，生物必須處在愈來愈高溫的壓力中，像是臺灣高山茶、北臺灣山毛櫸都明顯受威脅。
陳一菁說，研究發現的這17個區域山脈，過去完全不在保育關注區域，其中有些地方跟生物多樣性熱點重疊，此次研究的計算模式未來可運用在山區氣候的變遷，更能應用優先針對山區制定增強保育措施。
本篇論文由沈聖峰指導，團隊成員來自生物、大氣及機器學習領域，包括本院生物多樣性研究中心麥館碩AI工程師、詹偉平（前中研院研究助理）、國立成功大學生命科學系陳一菁副教授（前中研院博士後研究）、國立臺灣大學大氣科學系郭鴻基教授，以及法國國家科學研究中心（CNRS）喬納森·勒努瓦（Jonathan Lenoir）研究員。
