未來地球環境的望遠鏡：情境(Scenario)
國立台灣大學環境工程學研究所 碩士班研究生 余欣叡
在評估「現在」與「過去」狀況上，傳統科學研究方法已經有多年發展，然而社會與科學界常關注「未來」的可能發展，特別是在環境相關規劃中，例如：地球未來氣候會與現今有何差異？未來政策實行要如何減輕對環境的影響？現今環境問題未來會朝向更差或有所改善或造成新的環境問題產生？為了解決相關疑問，設立情境（Scenario）描述未來，分析可能變化，逐漸成為普遍工具。
目前國際各組織依據其情境的使用，對於情境的定義不盡相同，然基本精神皆為「如果…就會…」的因果推測。聯合國環境規劃署（UNEP）的首席科學家之一，Joseph Alcamo博士在2008年提出一個整合後的情境定義為「奠基於如果…就會…的主張，描述未來可能的發展，通常包含具代表性的起始狀況，描述主要的驅動力（key driving forces），以及引導至未來狀態的改變。」
而聯合國糧食及農業組織的環境經濟學家之一，Monika B. Zurek博士則以一圖呈現情境在科學研究中所能扮演的銜接角色，橫軸代表的是不確定性(Uncertainty)由低到高，縱軸則代表複雜性(Complexity)由高到低，由原點向外擴散分別是事實(Facts)、預測與預報(Forecasts & Predictions)、推測(Projections)、情境(Scenarios)、探索(Explorations)、猜測(Speculation)。情境幫助連接了猜測到事實，以降低科學研究的不確定性與複雜性。
圖片來源：M.B. Zurek, T. Henrichs, 2007. Linking scenarios across geographical scales in international environmental assessments, Technological Forecasting and Social Change.
從各方對於情境的解釋中，可以歸納出情境的兩大特點：時間與內容。在時間上，情境可以到達未來，通常是立基於過去到現在的趨勢；在內容上，情境可以解釋未來結果的發生過程，可藉由驅動力的變化調整。因此情境在政策的制定與施行中，可以提供預測的結果，並幫助大眾理解可能產生的變化，提出政策建議，共同促進環境與社會的良善發展。
一、情境的分類
依據情境發展的方法、目的、成果，可以將其分為不同類別，其中可視為相對應的三組分類，現況探索式情境（Exploratory）與期待回推式情境（Anticipatory）、參考情境（Reference）與政策情境（Policy）、質化情境（Qualitative）與量化（Quantitative），能廣泛納入目前使用的各種情境，茲分別討論如下：
1-1. 現況探索式情境（Exploratory）與期待回推式情境（Anticipatory）
此種分類方法是為強調情境的起始點，更具體而言，是指情境的理念從現在或是未來發想。
現況探索式情境（Exploratory）的時間點從現在開始，從一組對於包含政策、量測方式、主要驅動力的假設中，推展到可信的未來發展。此種概念相近於情境的原始定義，即是從一連串事件的產生延續情境時間軸，此種情境也可稱之為「敘述式情境」。選擇此種情境的情況可能為情境分析的目標是探索驅動力的特定未來結果，例如評估未來人口改變造成的排放量；或是評估政策施行成果，例如評估歐盟法規對歐洲地區河流水質影響。
期待回推式情境（Anticipatory）的時間點從未來開始，描述一特定願景，立場可能是樂觀、悲觀、中立，然後倒回時間以呈現該未來的來源。此種情境可稱之為「指定式情境」或「規範式情境」，選擇此種情境的情況可能為情境分析的目標是調查如何達到特定最終狀態的路徑，例如為穩定大氣中二氧化碳含量所必須採取的減少排放措施；或是目標是使政策制定者或大眾了解如何達到情境中，理想的自然環境狀態，例如解釋社會如何達成永續發展。
1-2. 參考情境（Reference）與政策情境（Policy）
此種分類方法是為強調情境用於分析政策成果時，在發展情境的過程中，政策分析扮演主要角色。
參考情境（Reference）是描述未來的社會與環境情況中，沒有新的或相關的環境政策，所可能產生的情形。此種情境提供一參考點，以評估執行政策的利益或未執行政策的成本，也可稱為「基線情境」或「無干涉情境」。選擇此種情境的情況可能是為評估目前政策或無新政策時，又或者是提供新政策一基線比較，例如評估現況發展下，歐洲若無新的控制氮氧化物政策，2025年的可能排放量。
政策情境（Policy）是在考慮新政策或額外增加在既有措施上的活動，可能造成的結果。此種情境也可稱為「汙染控制情境」、「減量情境」、「干涉情境」。選擇此種情境的情況可能為評估政策能達成的特定環境目標，例如何種政策可以減少對流層中臭氧汙染；或是評估政策造成的環境與經濟衝擊，例如發電廠減少80%排放的臭氧量成果與所需成本；亦或是考量未來環境狀況的不確定性，例如氣候變遷對於臭氧量影響。當考量的經濟或環境層面被清楚定義且聚焦時，政策情境與參考情境的配合能清楚點出政策的影響力。
1-3. 質化情境（Qualitative）與量化情境（Quantitative）
歸類出情境內容偏於質化或量化，此種分類也是科學界中最常見的方法。
質化情境（Qualitative）在最初非數量形式描述可能的未來情況，例如一段大綱、片語或完整的文章，或是以圖像的方式呈現。由於一些質化情境會包含指標性的數量評估，在此必須強調「最初」。此種情境最常見的形式是敘述式文章，也可稱為「故事大綱（storylines）」，選擇此種情境的情況可能為當目標是執行腦力激盪，刺激出政策相關想法；以溝通與教育為重要目標；須包含對未來的許多面向；沒有適當量化分析模型時。
量化情境（Quantitative）以數量化圖表描述可能的未來情況，通常是利用一個模型或多個模型組合所產生的結果。選擇此種情境的情況可能為需要明顯的資料或數字以進行評估；需要一個量化的理論或模型支持情境內容時。
二、如何建立情境
在建立情境之前，藉由回答以下五個問題，可幫助籌備者確立發展情境的方向，並找尋適當的參與者討論：
（1）原因（Why）：確定情境的目的，以幫助建立情境過程中包含相關議題，並考量問題的整體生命週期。
（2）使用者（For whom）：確定是為何種「客戶」建立情境，以幫助理解產生的情境會對何種層面造成影響，以及適合的使用者。
（3）參與者和時機（Who and when）：在建立情境的不同階段，應該包含的人。
（4）內容（What）：對於參與者的期待，希望其能提供的討論面向與再討論過程中扮演的角色，必須與所有參與者清楚溝通。
（5）方法（How）：建立嚴謹的方法流程，描述納入考慮的研究與方法，並指出與情境目的關聯性，藉此確保可信度與實用性。
為達到周全考量，例如期望藉由政策與科學根據解決複雜的社會問題時，常需要將質化情境與量化情境結合，藉此可以包含兩種情境的優點，而在建立相關情境的過程中，常需要不同階段間的來回修正。接著將討論質化情境與量化情境的個別建立流程，並提供一整合式方法建立包含二者的情境。
2-1. 眾人參與形式（Participatory approaches）建立質化情境
藉由眾人參與建立質化情境的步驟如下：
（1）建立焦點議題：首先界定出主要目標與焦點議題，理想的焦點議題應簡潔明瞭，最終形式可以簡化為是非題的對或否，或是一個開放性的討論。在此階段可包含採訪對相關議題有興趣的不同組織。
（2）確認驅動力：藉由聚焦後的問題，發展情境者與利害關係人、專家們接著討論可能的未來社會予環境情況，並確認情境中的不確定性來源、驅動力、影響發展因子。
（3）標明重要的不確定性：為了發展具有區別性的聚焦情境，在眾人討論出的不確定性來源、驅動力中，標明應優先考量的項目，可提供有用幫助。
（4）決定情境邏輯：以討論出的未來發展中重要驅動力為基礎，還需要具一致性的情境邏輯，作為情境的骨架，提供情境一個妥當的後盾。
（5）精緻化情境：確立情境發展的邏輯後，發展情境者便能依據前述討論結果，將發展細節描述出來，形式可為大綱、表格，常見方式是一故事大綱。
2-2. 分析式方法（Analytical approaches）建立量化情境
分析式方法常是使用電腦模型建立，透過清楚的方程式與運算法，模型的計算結果可被人重複執行，符合科學實驗中重現性的要求。藉由分析式方法建立量化情境的步驟如下：
（1）發展情境者為提供足夠的情境內容，確認可用的模型。
（2）將情境的驅動力，例如人口或經濟發展，轉換為數量型式作為輸入值。
（3）依據情境設定內容，給予模型中參數指定數值。
（4）利用步驟（2）之輸入值運行模型。
（5）以模型輸出值作為情境敘述並提出報告。
2-3. 整合式方法：故事與模擬（Story and Simulation）建立質化與量化情境
許多情況下，發展情境者希望能得到結合質化與量化的情境，以獲得兩者的優點，而在建立該類型情境時，不斷修正是必須的，其建議步驟如下：
（1）為發展情境建立一個小組與一個委員會：欲發展情境的組織，例如聯合國環境規劃署（UNEP），先成立一個工作小組，作為整體活動的主要協調者。該小組的第一件任務就是找尋利害關係人代表與專家組成委員會，提供創意並具多元面向意見。
（2）發展情境小組提出目標與情境大綱：例如希望達成目的？應包含主題？整體時間軸？發展情境小組可透過內部討論與徵詢外界，為情境在幾乎無限的可討論議題中，提出可行的限定範圍。
（3）發展情境委員會修改目標與情境大綱，提出第一份故事大綱（storylines）草稿：此階段應在小組與委員會中達成情境內容共識，包含主要議題、情境的個數、情境中使用的指標、時間軸。
（4）依據第一份草稿，發展情境小組量化情境的驅動力：根據可獲得的資訊，如前期研究報告或專家意見，工作小組給予驅動力的量化數值。
（5）帶入量化的驅動力於模型中輸出結果：藉由電腦模型的運算，得到輸出的情境指標，例如政府間氣候變遷小組（IPCC）的排放情境特別報告中，輸出設定情境中，不同種類的溫室氣體排放量。
（6）修改故事大綱：發展情境委員會依據模型輸出的量化結果，與故事大綱進行比較，並可視情況豐富內容或修改。
（7）重複步驟（4）（5）（6）：此階段通常包含兩到三次的重複步驟，直到有合理的故事大綱與量化結果。
（8）提供草稿給大眾審閱：提供草稿的形式可以是網路發布、紙本發行、舉行公聽會等，並在一定時間內收集意見。
（9）發展情境小組與委員會依據大眾意見進行最後修改。
（10）以各種形式公布最終版本的情境內容。
其流程如下圖，紅色外框表示由工作小組執行，藍色外框表示由委員會執行：
參考資料：Joseph Alcamo et al., 2008. Environmental Futures: The Practice of Environmental Scenario Analysis.
整合式方法的四項主要優點是具有相關性、可信度、合法性、創意。藉由中間過程的來回修改故事大綱，使得情境與設定目標具有最大的相關性；而電腦模型的使用讓情境內容更具可信度；在發展情境前設立的工作小組與委員會，在包含利害關係人代表與專家時，確立了情境合法性；最後委員會良善運作下，提供多元的意見使發展情境具有創意內容。
圖片來源：UNEP, 2012. Global Environmental Outlook 5（簡體中文版）
聯合國環境規劃署（UNEP）在2002年與2007年的全球環境展望（Global Environmental Outlook）中探索了不同的未來發展情境，而最新的2012年全球環境展望第五版中，則是注重於開始向永續發展方向轉變的相關策略。基於過往討論出的情境，從兩個方面進行研究：不採取任何措施，在2050年會呈現的「傳統世界」情境；採取應變措施，在 2050 年符合所設想目標的「可持續（永續）世界」情境。
圖片來源：UNEP, 2012. Global Environmental Outlook 5（簡體中文版）
其中所探討的驅動力包含人口、收入、消費。而影響的環境層面包含大氣、土地、水、生物多樣性。最終提出傳統世界與永續世界的綜合分析，包含社會、環境、經濟的指標數據，以及兩者在各面向中，主要差異的敘述及對策。而這些複雜的問題，正是透過建立情境中的討論，尋求解決方法，並藉由情境，作為環境教育的工具，傳達給世人，以期達成永續發展的最終目標。
參考文獻：
1. Joseph Alcamo et al., 2008. Environmental Futures: The Practice of Environmental Scenario Analysis.
2. M.B. Zurek, T. Henrichs, 2007. Linking scenarios across geographical scales in international environmental assessments, Technological Forecasting and Social Change.
3. UNEP, 2012. Global Environmental Outlook 5（簡體中文版）
