氣候

新仙女木事件

新仙女木事件 (The Younger Dryas Event)
臺灣大學環境工程學研究所 許桓瑜

氣候變遷是指地球長時間氣候平均值之改變,氣候由原來的形式轉變成其他氣候形式,超出原本氣候變化之最大限度;根據《聯合國氣候變化框架公約》(United Nations Framework Conventionon on Climate Change),「氣候變化」是指「經過相當一段時間的觀察,在自然氣候變化之外,由人類活動直接或間接地改變全球大氣組成所導致的氣候改變」。

誰改變了雲反照率?

誰改變了雲反照率?
國立臺灣大學大氣科學研究所碩士生陳佁甄

抬頭仰望天空,欣賞瞬息萬變的雲朵,在觀賞的同時,空氣中微小甚至是我們所看不見的懸浮微粒,在雲的形成過程中扮演重要的角色,這些懸浮微粒稱作「氣膠(Aerosol)」。自然界中的沙塵、海鹽、塵霾、花粉、細菌…等不同種類的氣膠,其中可溶性、易吸溼的氣膠容易成為水氣凝結的核心,可以作為雲凝結核;部分不可溶氣膠則適合作為冰核,有助雲中冰晶的形成,這兩種氣膠皆能幫助雲的形成。

雲可以透過改變反照率影響地表溫度的變化;反照率,是物體反射太陽輻射和入射總輻射量之比值,一般地球表面的反照率為0.3。隨著工業化發展及人為活動的增加所排放的汙染,大氣中的氣膠數量快速增加,例如,黑炭、硫酸鹽、硝酸鹽微粒…等人為源氣膠,不僅是造成空氣汙染的兇手,也是雲以及影響氣候的幕後黑手。汙染嚴重的地區同時也是氣膠數量多的地區。

未來氣候推估的不確定性

未來氣候推估的不確定性 
國立臺灣大學大氣科學研究所博士生王啟芸

氣候變遷是目前各國非常關心的議題,根據政府間氣候變化專門委員會(Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC)在2007年所出版的第四次「氣候變遷評估報告(AR4)」,未來全球經濟與人口快速發展的情境下,地表溫度將上升1.4至6.4度,這個數字是怎樣被計算出來的?可信度又有多少呢?

對於未來氣候變遷的推估,目前多以全球氣候耦合模式的模擬結果當作依據,所謂全球氣候耦合模式,是將影響大氣、海洋、陸地、冰等變化的過程,用基本的物理、動力、熱力和化學定律組成的數學方程式加以解析。目前各國已有許多氣候模式,包括像美國大氣研究中心發展的Community Earth System Model (CESM),德國Max-Plank研究所的The MPI-M Earth System Model (MPI-ESM)等,可以模擬各組成包括大氣、陸地、海洋、陸冰和海冰隨時間的變化,從而推估未來氣候狀況。每個氣候模式都會有誤差,因此用氣候模式來推估未來氣候之前,必需要先能將過去及現在的氣候狀況合理的模擬出來,通過科學家們的種種測試之後,才能說服科學家們將其應用在未來氣候的模擬。除此之外,氣候模式一個網格大約數十到數百公里不等,但地球上發生的各物理過程(例如一朵積雲的發展)也許只有數公里,在氣候模式裡為了將這些較小尺度的現象表現出來,必須使用各種參數法加以簡化,甚至直接將小尺度現象忽略,這些也都是氣候模式的不確定性。而各家氣候模式架構不同,百家爭鳴的情況下,不可能只看單一模式的結果,所以IPCC報告撰寫以及各國制定環境政策時,通常採用多模式模擬和系集模擬(ensemble simulation)的方式。

什麼是全球暖化?何謂溫室氣體?

什麼是全球暖化?何謂溫室氣體? (What is Global Warming? What is Greenhouse Gas?)
國立臺灣大學大氣科學研究所博士生王啟芸

近年來,「全球暖化」已是朗朗上口的詞彙,從網路搜尋結果有上百萬條的相關資訊的結果可窺知一二。為大眾常用的維基百科(Wikipedia)對全球暖化的定義為:「19世紀後,地球大氣和海洋平均溫度因人為排放溫室氣體增加而上升,並且預期會持續上升。」為什麼人為溫室氣體會提高大氣溫度?大氣溫度上升是指「整層」地球大氣溫度上升嗎?

氣候科學家該攜手行動了

氣候科學家該攜手行動了
知識通訊評論第120

(本文是英國倫敦大學學院地球科學系的氣候科學教授雷普利(Chris Rapley)在2012年8月30日《自然》專文)。

反對氣候變遷的聲音因為訴求簡明策略有效,在全球聲勢看漲氣候科學界迷於研究數據說理繁複態度本位也不面對過去以來的行業信譽危機,現在應是攜手合作面對問題的時候了

最近,我與英國右翼政客討論了氣候變化問題。我們都聲稱站在理性和公正的制高點。但是,我們的想法並沒有交集。他的論點對此問題不屑一顧:認定是並未發生的誇大過程;溫度變化不顯著;人類會能適應。他將減緩氣候變化視為經濟發展的威脅,並認為解除管制的市場,能夠解決任何問題。他的臨別贈言像是被勝利沖昏頭,「在關鍵的政治當權者中,你已經輸了這個議題!」

在美國、加拿大和澳洲,氣候科學成為右翼政治攻擊的焦點,已有一段時間。然而,這在英國是一個新的發展。僅在四年前,英國氣候變化法案獲所有黨派支持通過而成為法律。且在2010年,保守黨首相卡麥倫(David Cameron)說,他希望聯合政府是「有史以來最綠色的政府」。然而,最近同樣的一個政府決定,將降低綠色能源的補貼,在先前的承諾上開了倒車。

2004年,極端天氣在孟加拉造成三千萬人流離失所的大洪水。

根據預測,隨著全球持續暖化,類似2004年在孟加拉造成三千萬人流離失所的洪水的極端天氣,會變得更加頻繁。

在國際層級上,美國國內的黨派僵局,嚴重損害了削減全球溫室氣體排放的進展。美國氣候變化特使史騰(Todd Stern),目前已建議,可能不得不放棄已廣被採納,對全球暖化的攝氏兩度限制。

由此可見,輕視的聲音勝過了科學的訊息。他們成功的一個重要因素是有效的溝通策略,那是氣候科學界還沒能學習或利用的。如果決策是基於證據,而且想要釐清進一步扭曲真相的風險,主動糾正平衡就至關重要。如同政治科學家薩爾維茲(Daniel Sarewitz)、小皮爾克(Roger Pielke Jr)和其他人所指出的,從政策的角度來看,「我們知道夠多了!」

現實檢查

第一步是了解相反證據既已如此廣泛和令人信服,輕視氣候變化的聲音為何還能立足。社會科學家和心理學家對此已經發表了很多論述,但是這並不意謂,它已被氣候科學界閱讀、理解或吸收。身為倫敦的科學博物館、英國南極調查計畫和國際地圈─生物圈計畫前主任,我的經驗是,這些說法並未被了解,尤其是在資深科學家間。

為何科學家認為近期溫室效應 (green house effect) 是人類活動所引發?

為何科學家認為近期溫室效應(green house effect)是人類活動所引發?
高雄市立瑞祥高中地球科學科莊福泰老師/國立台灣師範大學地球科學系陳正達教授責任編輯

在地球歷史上,地球溫度高高低低不斷變化,是甚麼理由讓科學家認為人類活動引發溫室效應?

過去數十年來的地球的升溫非屬自然循環一部分的原因之第一個證據來自於溫度變化的速度有多快,過去百萬年內地球所經歷最大程度的擺動是在冰河時期,根據古氣候資料和模式,科學家估計上次冰期結束後的5000年內全球溫度上升約4~7度(約每百年0.08~0.14度),但是最近100年來,全球溫度已經上升0.7度,約是冰河期後回暖速度的8倍。

第二個科學家認為近代地球升溫的原因不是因為自然界的因素之證據是,科學家針對過去百年來可以影響地球溫度的所有因素所進行的觀測,例如:太陽光度的變化(黑子數目)、主要火山的噴發、聖嬰-南方振盪(El Nino-Southern Oscillation, ENSO)的循環變化和太平洋年代際震盪(Pacific Decadal Oscillation, PDO)等等,這些觀測所得都無法解釋地球的快速升溫。

準雙年震盪

準雙年震盪 (Quasi-biennial oscillation, QBO)
國立苗栗高級中學地球科學劉承珏老師/國立臺灣師範大學地球科學系陳正達教授責任編輯

準雙年震盪 (Quasi-biennial oscillation, QBO) 是指赤道地帶的平流層的緯向風場,以赤道為中心南北對稱的東風和西風,約每2年周期規律性的變動現象,這樣的變動是在發生在平流層界面一帶,高度約40~50km地方,當漸漸下降到對流層界面附近的地方時,就會看不見這樣現象。

氣候變遷與科學的正直—美國國家科學院225位成員的聯署公開信 (中英對照)

氣候變遷與科學的正直—美國國家科學院225位成員的聯署公開信(中英對照)
高雄市立瑞祥高中地球科學科莊福泰老師/國立台灣師範大學地球科學系陳正達教授責任編輯

We are deeply disturbed by the recent escalation of political assaults on scientists in general and on climate scientists in particular. All citizens should understand some basic scientific facts. There is always some uncertainty associated with scientific conclusions; science never absolutely proves anything. When someone says that society should wait until scientists are absolutely certain before taking any action, it is the same as saying society should never take action. For a problem as potentially catastrophic as climate change, taking no action poses a dangerous risk for our planet.

我們對最近許多針對科學尤其是針對氣候科學家的政治攻擊逐步擴大感到非常憂心,所有的公民應該了解某些科學事實,科學結論都具有某種不確定性,科學無 法完全證明每一件事情的對錯,當某些人說社會應該等到科學家完全確認問題之後再採取行動,這樣也等同於要社會完全不採取行動一樣,對一個像氣候變遷這種潛在可能帶來巨大災難的問題,不採取行動就是將我們的星球置於危險境地。

世界氣象組織對2010年末反聖嬰現象的評估

世界氣象組織對2010年末反聖嬰現象的評估
高雄市立瑞祥高中地球科學莊福泰老師/國立臺灣師範大學地球科學系陳正達教授責任編輯

摘要

中等到強烈的反聖嬰現象(La Niña ; a conditions)已經在赤道太平洋地 區出現,在中部和東部赤道太平洋地區海面溫度大約落在過去反聖嬰事件的中間值範圍或稍高,這次反聖嬰事件將可能持續到2011年的第一季,雖然目前的反聖 嬰和過去的事件有些相似,但對各地方氣候的影響可能和過去觀察的有些不同,為了在此次反聖嬰事件中作好氣候相關的危機管理,了解地方氣候資訊和季節性的觀 點對於了解反聖嬰時的狀態和對當地氣候可能的潛在影響因子都非常重要

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