氣候變遷與全球暖化的科學瞭解 許晃雄 台灣大學大氣科學系 防治全球暖化宣導執行計畫 2008年8月19日

延伸閱讀： Climate Change 2007: The Physical Science Basis Summary for Policymakers http://ipcc-wg1.ucar.edu/wg1/wg1-report.html Vital Climate Change Graphics Update http://www.vitalgraphics.net/climate2.cfm 地球實驗室 天下文化 發燒地球200年 野人文化 不願面對的真相 商週出版社 節能省電救地球：一本提供省錢妙招的環保小百科 新自然主義 地球暖化，怎麼辦？：請看「京都議定書」的退燒妙方? 新自然主義 是你，製造了天氣：全球暖化危機 高寶出版社 恐懼之邦 遠流 不願面對的真相 (影片） The Great Global Warming Swindle (全球暖化大騙局) on Google or YouTube Sizzle: A Global Warming Comedy http://www.sizzlethemovie.com/ (World Premiere, July 19, 2008) http://hsu.as.ntu.edu.tw/

Global Warming “Fever”?!

氣候變遷的特性 多重時間尺度：…、世紀、年代、年際、… 受自然與人為因素影響 – 重點： 自然因素：天文、火山爆發、聖嬰現象、生地化循環（溫室氣體）、… 人為因素：人為溫室氣體排放、地表變遷（森林砍伐、都市化、…） 重點： “Anthropogenic Global Warming” 人為全球暖化的可能衝擊

這薄薄的一層是地球的大氣↘ 有些則會被地表或是大氣層 想知道地球的溫室效應 反射回太空去 是怎麼形成的嗎? 這是太陽 ↗ 大部分太陽輻射會直接穿透大氣層抵達地球表面 而有些卻被大氣層吸收然後再輻射回來 如此在地表和大氣層之間跑來跑去 想知道地球的溫室效應 是怎麼形成的嗎? 而從地球表面散出的紅外線輻射 有些會穿透過大氣層輻射出去 如此一來，地球就變熱了！

主要的溫室氣體

全球平均溫度上升速率越來越快 ? IPCC AR4

近30年（1979-2005）暖化 逐漸「全球化」 IPCC AR4

北極海海冰、大部分的冰河、冰層快速融化。 南極例外？

全球平均海平面持續上升 IPCC AR4

西北太平洋：過去10年上升最快速的區域 IPCC AR4

史上最強大的『全球暖化證據』!

雨量：長週期振盪，無一致性變化，區域性明顯 IPCC AR4

1901-2005 年雨量變遷趨勢 1979-2005 IPCC AR4

豪大雨（佔總雨量比例）在大部分陸地有增加趨勢 Regions of disproportionate changes in heavy (95th) and very heavy (99th) precipitation IPCC AR4

熱帶與副熱帶乾旱：有越趨頻繁與變長的趨勢 IPCC AR4

人類的影響？ 還是自然的變化？ CO2, CH4 and N2O 濃度 - 遠超過工業革命前的濃度 - 由於人類活動1750年後迅速增加 工業革命前變化很小 IPCC AR4

燃燒化石燃料排放的CO2量快速上升 石油 煤 天然氣

台灣（2004) = 11.26噸/人 排名:18 （IEA） 1990-2002年： 全球CO2排放累計成長16.4％， 工業國家為主的京都議定書的附件一國家 僅成長1.6％， 附件一的經濟轉型國家減少31％， 非附件一國家則累計成長46.3％ 台灣CO2排放則累積成長111％

資料來源： IEA 2005, 徐光蓉 2008 徐光蓉 2008, “新工業革命的契機—從傳統能源困境開始”, 科技發展政策報導, 2008年5月第3期, pp.64-85. 財團法人國家實驗研究院科技政策研究與資中心。

CO2 CH4 2005年 CO2 、 CH4 濃度遠超過 過去65萬年的自然變化範圍 IPCC AR4

過去半世紀的全球暖化， 極可能是人造溫室氣體增加造成的！ 全球與陸塊溫度變遷的「虛擬實境」模擬 IPCC AR4 FIGURE SPM-4. Comparison of observed continental- and global-scale changes in surface temperature with results simulated by climate models using natural and anthropogenic forcings. Decadal averages of observations are shown for the period 1906–2005 (black line) plotted against the centre of the decade and relative to the corresponding average for 1901–1950. Lines are dashed where spatial coverage is less than 50%. Blue shaded bands show the 5–95% range for 19 simulations from 5 climate models using only the natural forcings due to solar activity and volcanoes. Red shaded bands show the 5–95% range for 58 simulations from 14 climate models using both natural and anthropogenic forcings. {FAQ 9.2, Figure 1} IPCC AR4

如何推估（projection)未來? 情境(Scenario) 人口、能源、環保、… IPCC TAR

全球平均氣溫未來變遷的情境推估 6.4 4.0 1.8 1.1 IPCC AR4 Figure SPM-7. Solid lines are multi-model global averages of surface warming (relative to 1980-99) for the scenarios A2, A1B and B1, shown as continuations of the 20th century simulations. Shading denotes the plus/minus one standard deviation range of individual model annual means. The number of AOGCMs run for a given time period and scenario is indicated by the coloured numbers at the bottom part of the panel. The orange line is for the experiment where concentrations were held constant at year 2000 values. The gray bars at right indicate the best estimate (solid line within each bar) and the likely range assessed for the six SRES marker scenarios. The assessment of the best estimate and likely ranges in the gray bars includes the AOGCMs in the left part of the figure, as well as results from a hierarchy of independent models and observational constraints (Figs. 10.4 and 10.29) IPCC AR4

我們的未來：暖化的地球 IPCC AR4

暖化地球的雨量 (2090-2099, 相對於1980-1999) 高緯度增加、副熱帶陸地減少 IPCC AR4 台灣一帶：夏季增加，冬季減少 模式間的一致性(>66%, <90%)較差 IPCC AR4

21世紀末:全球平均海平面上升 18-59公分(不確定性高，會上升多少？) Figure 10.33. Projections and uncertainties (5 to 95% ranges) of global average sea level rise and its components in 2090 to 2099 (relative to 1980 to 1999) for the six SRES marker scenarios. The projected sea level rise assumes that the part of the present-day ice sheet mass imbalance that is due to recent ice flow acceleration will persist unchanged. It does not include the contribution shown from scaled-up ice sheet discharge, which is an alternative possibility. It is also possible that the present imbalance might be transient, in which case the projected sea level rise is reduced by 0.02 m. It must be emphasized that we cannot assess the likelihood of any of these three alternatives, which are presented as illustrative. The state of understanding prevents a best estimate from being made. IPCC AR4

天氣與氣候衝擊 陸地上較多的暖日與較少的冷日:幾乎確定（99％） 陸地上熱浪發生頻率增加:非常可能（90％） 陸地上豪大雨頻率增加:非常可能（90％） 乾旱區域擴大: 可能（66％） 熱帶氣旋變強: 可能（66％） 極端高海面事件（暴潮）發生頻率增加: 可能

溫和的北歐冬天 永凍層融化 地中海地區乾旱 海平面上升海水倒灌 草原取代熱帶雨林 珊瑚大量消失 全球暖化的可能衝擊 高山冰河消失

環境生態衝擊 水資源:熱帶與高緯度增加、中緯度與低緯半乾旱地區減少；數億人面臨缺水問題 生態:30％物種滅絕的風險上升、珊瑚白化、物種生存空間改變 糧食:穀物產量-低緯度減少、中高緯增加(對小規模農漁戶的影響較大） 海岸:洪水與風暴造成的災害增加 公共衛生:營養不良、腸胃、心血管、傳染性疾病負擔加重；熱浪、洪水、乾旱造成的傷亡率上升；病媒分佈改變

未來氣候變遷推估的科學信賴度 全球優於區域 全球與大部分地區平均氣溫明顯上升 海水溫度明顯上升 海面明顯上升 雨量變化信賴度較低，尤其是小區域 劇烈天氣與極端氣候發生頻率的變化，信賴度低 台灣：氣溫、海溫、海面上升的信賴度較高，其他不確定 氣候模式仍不夠完善 是「情境推估」！不是「預測」！ 風險評估的重要資訊