5.2 短期氣候變化光正

地球系統內的交互作用• 地球環境是多種複雜變因的疊合

– 外在的• 太陽的變化、地球軌道及轉軸的變化、隕石撞擊、宇宙射線…

– 內在的• 板塊的移動、海陸面積的變化、洋流的變化、火山的活動、溫室氣體濃度的變化、反照率的變化、人為的影響…

來自太陽 100 單位的熱能大氣吸收的熱能共有 152 單位大氣吸收的熱能152 單位分給

逸散出地球的能量與太陽入射的能量平衡

地表吸收的能量共 144 單位地表釋出 144 單位

氣候變化• 氣候是指一個廣闊地區天氣狀況之長時期平均特徵• 短期氣候是指人類有紀錄以來的變化

– 短期氣候的變化：歷史文獻、照片、近代的儀器紀錄、樹木年輪…等各種資料佐證，來進行重建氣溫或降雨量的氣候紀錄

近千年的氣候變化

近千年的氣候變化• 數百年前英國境內曾經廣設葡萄園而盛產葡萄酒，顯示當時氣候較目前溫暖、乾燥• 北歐 維京人曾於近千年前殖民冰島與格陵蘭島，顯示鄰近海域當時氣候較目前溫暖• 平均而言， 11 至 14 世紀的氣溫略高於 1

5 至 19 世紀，但皆低於現今氣溫。

近百年的氣候變化

近百年的氣候變化• 有人認為目前的暖化趨勢只是氣候自然起伏、正常變化的一部分• 但工業革命之後，人類活動可能也在影響著氣候變化• 全球暖化

– 意指：近百年來全球平均溫上升約 0.9℃的現象– 並非指地球史上氣溫最高的時期

台灣近百年的氣候變化

• 全球平均地表溫度持續增加，並非表示世界上每個地區的氣溫皆上升• 區域性氣候變化的幅度遠比全球性變化的幅度來得更為複雜• 臺灣地區百年來的平均溫度約上升 1 ～ 1.

4℃，遠高於全球平均值，上升的一部分可能由都市熱島效應而來

若不考慮溫室氣體的影響，模擬過去氣溫變化的結果 (藍色 )與觀測值 (紅色 )差異較大，尤其在最近幾十年差異更大。

人為影響有多大？• 氣溫與二氧化碳含量的關係

– 實線為 CO2 的含量– 背景為氣溫

• 全球暖化是事實– 若忽略人為影響，無法解釋現今全球暖化的情形

• 不確定的是人類影響的程度• 造成暖化的因素很多

全球暖化

亞馬遜熱帶雨林1975 1986 1992

人為溫室氣體的增加

全球暖化的現況• 冰層融化

北半球常年被冰層覆蓋的區域。 1979 年覆蓋區域還擴及北極海的兩岸，但 2003 年已大幅減少，在阿拉斯加、俄羅斯及加拿大附近都出現了大片海面。有些科學家預測， 2100 年的夏天，北極將不會有冰出現。

全球暖化的現況

• 阿根廷的 Upsala 冰河曾是南美洲最大的冰川，現今卻以每年 200公尺的速率在退縮。

全球暖化的現況• 海平上升

美國北卡羅利那海濱變化的對照照片。

推測全球暖化的影響•氣溫與海平面變化

– 2100 年全球地面平均氣溫將比 1990 年增加1.4℃至 5.8℃，而海平面將上升 9至 88 公分。各地變化的幅度不同 (IPCC)•海平面上升 1公分，沙岸後退 1公尺

推測全球暖化的影響• 生態與物種面臨浩劫

– 各種生物週期改變• 全球環流變化

– 高低緯的溫度差異減小，影響大氣環流– 融冰減緩溫鹽環流– 兩者亦牽動全球氣候

生態與物種面臨浩劫

生態與物種面臨浩劫

推測全球暖化的影響• 異常氣候與水資源問題

– 全球水循環將加強 5％～ 10％– 全球降水量增加，降水時間及分布會改變– 水災及旱災的發生頻率及嚴重程度可能改變– 蒸散作用加強，地表逕流及地下水減少– 海水侵入地下淡水含水層

全球環流變化

聖嬰現象• 聖嬰

– 原指每年聖誕節前後，南美洲西岸洋流異常變化與表層海水水溫增高的情形• 原因

– 大約每隔 2 ～ 7 年，赤道太平洋上的東風減弱– 氣壓值東高西低的差異變小– 為何如此？

• 大氣影響海流或海流影響大氣？

人類因應之道• 監測、評估、模擬

– 紀錄環境變化– 找出變化的原因及各變因的影響程度– 依已知變因透過電腦模擬出最符過去的環境變化，以便預測未來

• 全球問題、全球行動– 國際公約的制定

• 蒙特婁議定書• 京都議定書

– 每個人的行動

人類因應之道• 馬克‧吐溫：「讓我們陷入困境的原因不是無知，而是看似正確的錯誤論述」

– 人類對全球暖化的貢獻很大嗎？• 我們要有最壞的打算

– 即使只有億分之一的影響，仍表示人類有責任

美國未簽定京都議定書•部分美國人嚴厲批評美國總統布希的大腦─Nothing right in the left sideNothing left in the right side•各國政府的耽憂

–失去國際競爭力，成為落後國家– 2007 年台灣每人平均溫室氣體排放量高居世界第三，台中龍井火力發電廠排放量居榜首，…因此創造了台灣的經濟奇蹟。

正常年水溫

聖嬰年水溫

聖嬰年氣壓距平

反聖嬰

地表的各種作用改變能量的平衡

• 氣溫變高時– 雲量增、風化作用加強、…

碳循環速率