自然環境概況 | 科學Online

太陽活動（Solar variation）與全球暖化（global warming）（2）─太陽活動進入冬眠期

2011/07/11

太陽活動（Solar variation）與全球暖化（global warming）（2）─太陽活動進入冬眠期
美國Stony Brook University王瑜君物理學博士/美國Stony Brook University王瑜君物理學博士責任編輯

思考問題：

1. 太陽活動的紀錄最近出現哪些奇特的現象？

2. 太陽活動降低會對氣候造成哪些影響？

太陽的活動到底對地球上的氣候變化有何影響？有些質疑溫室氣體對氣候變遷的影響的人，例如丹麥物理學家Henrik Svensmark，認為太陽活動對全球暖化的影響比溫室氣體排放來得重要。如果這種看法成立，那麼氣候變遷是自然現象，而不是人為因素造成，國際社會目前各種節能減碳的努力，也是徒勞無功。

政府間氣候變化專門委員會（IPCC）代表主流的專家意見。在IPCC第三次評估（2001）和第四次評估（2007）報告中都認為太陽活動對全球暖化的影響難有定論，但是即使有影響，效果也不顯著。但是爭辯尚無定論，只要有新的數據出現，正反雙方的意見就要被重新檢視一番。

太陽活動邁進停緩期
2006年時NASA預測下一個太陽黑子高峰，應該出現在2011年左右。但是這個高峰沒有出現。目前太陽活動還是偏低（圖1）。2011年6月中旬，美國天文學會（American Astronomical Society (AAS) ）召開會議，有三組研究團隊分別提出報告，更加證實了目前太陽活動的確邁入了冬眠期。

圖1：1940年以來太陽黑子的週期變化。Nasa's 2006 預測第24週期高峰本應該出現在2010左右，但是一直沒有觀測到。（圖片來源：http://science.nasa.gov/headlines/y2006/images/longrange/predictions3_strip.jpg， http://en.wikipedia.org/wiki/Sunspot）

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太陽活動（Solar variation）與全球暖化（global warming）（1）─太陽黑子 (Sunspots) 與歷史紀錄

2011/07/11

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太陽活動（Solar variation）與全球暖化（global warming）（1）─太陽黑子 (Sunspots) 與歷史紀錄
美國Stony Brook University王瑜君物理學博士/美國Stony Brook University王瑜君物理學博士責任編輯

思考問題：

1. 太陽活動的紀錄裡面出現哪些變化？

2. 為什麼太陽活動最近又是爭辯的焦點？

太陽活動（Solar variation）
太陽活動是太陽發射出的太陽輻射在總量上的變化。太陽輻射有週期性的變化，主要是11年的太陽週期（或稱太陽黑子週期）（圖2），但是其中還非週期的波動。在最近的數十年中，太陽活動可經由人造衛星直接觀測到；自此之前，則必須藉由一些前期的現象來作預測。近年來，氣候變遷的問題引起氣候專家對太陽活動的注意，太陽活動對地球的影響被稱為「太陽驅動力」（solar forcing）。到底太陽活動在地球上造成的影響對全球暖化扮演了什麼角色？主流意見認為影響不大，但是專家之間尚無定說，仍然是爭辯中的議題。

圖1：太陽結構的圖解： 1. 核心（Core）2. 輻射層（Radiative zone）3. 對流層（Convective zone） 4. 光球（Photosphere）5. 色球（Chromosphere） 6. 日冕（Corona） 7. 黑子（Sunspot） 8. 米粒（Granules） 9. 日珥（Prominence）（圖片來源：http://en.wikipedia.org/wiki/Sun）

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自然環境概況

平流層臭氧消耗

2011/07/06

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平流層臭氧消耗 (Stratospheric ozone depletion)
義守大學生物科技學系王瑜琦助理教授/美國Stony Brook University王瑜君物理學博士責任編輯

思考問題：

1. 為什麼會出現臭氧洞？

2. 氟利昂（CFCs）為什麼會被大量使用？與臭氧洞的關係？

臭氧層消耗是地球大氣上空平流層（臭氧層）的臭氧從1970年代開始，以每十年4%的速度遞減的一種現象。在南極，臭氧耗損的情況更為嚴重，稱之為「臭氧洞」(Ozone Hole)。其實臭氣洞並不是真正有個「洞」，而只是表示臭氧含量反常稀少的區域。表示臭氧含量反常稀少的區域。南極臭氧層厚度變化極大，從100至400 Dobson Unit （DU），而厚度若在220 DU以下，即稱為臭氧層破洞。（1 DU是每平方公尺有2.69×10²⁰個臭氧分子）。

圖1：2006年9月觀測到至今最大的南極臭氧洞。洞的面積平均是9千7百50萬平方公里。藍色和紫色是臭氧密度較低處。（圖片來源： NASA — http://www.nasa.gov/vision/earth/lookingatearth/ozone_record.html）

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對流層臭氧（Tropospheric ozone）和平流層臭氧（Stratospheric ozone， Ozone layer）

2011/07/06

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對流層臭氧（Tropospheric ozone）和平流層臭氧（Stratospheric ozone， Ozone layer）
義守大學生物科技學系王瑜琦助理教授/美國Stony Brook University王瑜君物理學博士責任編輯

思考問題：

1. 臭氧在對流層和平流層裡對人類健康有何不同影響？

為什麼平流層臭氧對於生態系統非常重要？

臭氧
臭氧（O₃）是氧氣（O₂）的同素異形體（allotrope），在常溫下，它是一種有特殊刺激味的淡藍色氣體。英文臭氧（Ozone）一詞源自希臘語動詞ozein，意為「嗅」。這個命名是1840年瑞士化學家Christian Friedrich Schönbein 提出的，1865年瑞士化學家Jacques-Louis Soret首次確定臭氧的分子式，1867年Schönbein證實這個分子式是正確的。

對流層臭氧（Tropospheric ozone，Low level ozone）
低層空氣中臭氧（也稱為對流層臭氧）屬於一種對生物有害的污染物，是光化學煙霧（Photochemical smog）的組成部分之一，有時被稱為「有害的」臭氧。因臭氧反應活性遠遠比氧（O₂）強，是強氧化劑，對植物、動物及很多結構材料如塑膠、橡膠有害。也會傷害肺組織，嚴重時可能導致肺出血而死亡，因此當空氣中臭氧含量過高時，一般建議老人和幼兒不宜於戶外作劇烈運動，以免吸入過量臭氧。

圖1：臭氧層中，臭氧與氧氣的循環。（圖片來源：作者修改自：NASA， http://en.wikipedia.org/wiki/Ozone_layer）

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生物多樣性（Biodiversity）與生物多樣性公約（Convention on Biological Diversity; CBD)

2011/06/21

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生物多樣性（Biodiversity）與生物多樣性公約（Convention on Biological Diversity; CBD)
義守大學生物科技學系王瑜琦助理教授/美國Stony Brook University王瑜君物理學博士責任編輯

思考問題：

1. 生物的多樣性不僅僅指出物種的豐富多變，還包括哪些面向？

2. 為什麼有必要締結生物多樣性公約？為什麼需要國際合作？

生物多樣性國際日原定於每年12月29日，為生物多樣性公約生效日。後來於2001年聯合國大會決議將此國際性主題紀念日，改為每年5月22日。圖片出處: http://www.swan.org.tw/2010iyb/act1.html

生物多樣性的概念

「生物多樣性」（Biodiversity）一詞最早在1986年被提出，由生物的（bio-）和多樣性（diversity）兩字所組成，作為生物的多樣性（Biological diversity）一詞的簡稱。最早是指對地球上所有生物種類，包括動物、植物、真菌及微生物等物種種類的清查。之後，其意義逐漸被擴充到地球上生命世界的所有層面，包括所有物種的多樣性(species diversity)、物種的遺傳及其變異多樣性(genetic diversity)，以及由物種組成的群落和生態系多樣性(ecosystem diversity)。

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生物多樣性的價值 (Value of biodiversity)和生態系統服務(ecosystem service)

2011/06/21

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生物多樣性的價值 (Value of biodiversity)和生態系統服務(ecosystem service)
義守大學生物科技學系王瑜琦助理教授/美國Stony Brook University王瑜君物理學博士責任編輯

思考問題：

1. 為什麼要討論生物多樣性的價值？

2. 生命科學和經濟學之間有何密切的關係？

3. 用經濟價值，服務，供應等角度來看環境，會有什麼新的啟發？

義大利蜂（Apis mellifera）通過授粉提供調節型服務。圖片出處: 合國環境規劃署《全球環境展望 4》（GEO4）第五章（http://www.unep.org/geo/GEO4/report/GEO-4_Report_Full_CH.pdf）

生物多樣性具有什麼價值？

不同的學者有不同的想法，較為多數人認同的看法是，生物多樣性之價值具有層次性（hierarchy），人類在評估時應分別考量生物多樣性對人類之價值與生物多樣性對生態之價值。就內在價值(intrinsic value)而言，強調任何生命體不論外貌、特質、或數量，都有它存在的價值，就生物本身存在於地球，必有其扮演的角色與重要性，無關於人類利用與否，其價值是人類無法評斷的。

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湖泊的翻騰作用（Overturn）

2010/09/16

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湖泊的翻騰作用（Overturn）
新竹市私立光復高中生物科呂佳毓老師/國立台灣師範大學生命科學系張永達副教授責任編輯

溫帶地區，湖水會因季節溫度的變化，造成湖水層的移動，使得溶氧量較高的表層湖水下沉，而和底部營養鹽豐富的湖水混合，形成水層上下的循環，此現象稱為湖泊的翻騰作用（Overturn），這種現象特別常發生於冬季會結冰的湖泊，且經常發生的季節是在春秋兩季。湖泊經過翻騰作用後，整個湖水的溶氧量會增加、而營養鹽會由在湖底沉澱變成整體分布，因此會影響湖泊的初級生產量，那麼湖水在哪個季節翻滾後，再加上日照長，光合作用旺盛，初級生產力會因此提升呢？