資源未來 佛光人文社會學院 第04章 全球變遷 (Global change) 楊棋明 博士 中央研究院生物多樣性研究中心 第04章　全球變遷 (Global change) 楊棋明 博士 中央研究院生物多樣性研究中心 Email: cmyang@gate.sinica.edu.tw Tel: 02-27821258#612, 613

為21世紀未雨綢繆 每到世紀接近尾聲的時候，有識之士不免憂心忡忡地往前眺望，勾勒下一個世紀的藍圖，或預示將臨的困境。 18世紀末，英國學者馬爾薩斯(Thomas Robert Malthus)，出版『人口論』(Essay on Population，1798)，享譽國際。馬爾薩斯認為人類所面臨的最大問題就是「人口的壓力永遠超過地球供養人類的能力」。 然而19~20世紀並未發生如他所預言的「不可避免的大規模饑荒」，這主要拜18世紀的工業革命及農業革命所賜，人類以科技的能力，大幅提高工業生產力及土地生產力，經濟成長的幅度超過人口成長的幅度，人類的生活水準反而提高了。 然而地球的負載能力終有其限度，工業與農業革命雖然暫時解決了人口壓力的問題，代價卻是造成地球生態環境大規模的破壞，氣候系統瀕臨鉅變。瞻望21世紀，今日世界並不比馬爾薩斯時代好，除了更巨大的人口壓力外，我們還面臨了全球環境鉅變的危機，20世紀末，地球科學界提出了「全球變遷」的警訊。

全球變遷的警兆 美國加州大學史科普斯（Scripps）海洋研究所的查理．奇林（Charles D. Keeling）從1958年起在夏威夷的Mauna Loa研究站，每月測量大氣中CO2的含量，顯示30多年來CO2的含量節節上升，從315ppm升到約358ppm，CO2的漲幅每年超過1ppm，而這個上昇的趨勢有增無減。由南北極冰蕊的氣泡中，科學家測出在工業革命前，大氣中CO2濃度約為280ppm，而上次冰期（約18000年前的冰河時代），濃度僅為200ppm。似乎，工業革命以來，人類燃燃用煤炭、石油、天然氣等化石燃料，釋放出的大量CO2，已經改變了大氣中CO2的濃度，由280ppm上升到360ppm。CO2對地球能產生溫室效應，是一種溫室氣體（greenhouse gas），使地表的溫度上升。除了CO2以外，科學家也發現，其他的溫室氣體，如甲烷（CH4），氧化氮（NOx），氟氯化碳（chlorofluorocarbons，簡稱CFC）及對流層臭氧（ozone）的濃度，也都有節節上漲的現象。

什麼是『全球變遷』(Global change)？ 『全球變遷』指的是全球環境的變遷，包括氣候變遷，陸地及海洋生物生產力的變化、大氣化學成份的變化、水資源變化及生態系統的變遷。造成這些變遷的原因可能是自然的因素，也可能是人為的。而總的來說，全球環境的變化終將影響到地球涵育生命（包括人類及其他生物）的能力。 因此，全球變遷的論題至少包括了： 季節性及年間性（inter-annual）的氣候波動 未來數十年可能發生的氣候變遷及其影響 平流層臭氧稀薄化及導致的紫外線照射增強的問題 陸地及海洋的生態變遷如沙漠化、酸雨污染等。 面對這些問題，科學界普遍的感覺是：資料不全，分析零斷、欠缺科際整合、沒有整體的科學瞭解，也因此，我們無法預知這些變遷的長程意義。 然而，我們卻明白知道，人類的活動已經與自然力一般，能造成全球環境的變遷。全球變遷的原因和結果均牽涉到自然科學、社會科學和科技工程，也影響著國際社會，各個國家乃至每一個人。 設若人類能增進對『全球變遷』自然科學方面的了解，將能形成較堅實的知識基礎，供政府及工商決策者制定政策，確保全球自然環境的穩定，生態系統的平衡，才可能供應全球人類足夠的食物與淡水，進而增進人類的健康，持續經濟發展。

『全球變遷』研究的興起 1986年，國際科學總會（International Council of Scientific Union，簡稱ICSU）決議推動『國際地圈生物圈研究計劃--全球變遷研究』（International Geo-sphere Biosphere Program--A Study of Global Changes）。 該計劃的目標是： 『描述並瞭解調節整個地球系統其中相牽涉的物理、化學與生物的過程，及系統中正在發生的變化，乃至人類活動如何影響這 些變化（ICSU，1986）。

全球變遷(Global change) 全球變化的研究範圍包括地球系統的： 岩石圈 大氣圈 水圈 冰凍圈 生物圈 岩石圈 大氣圈 水圈 冰凍圈 生物圈 發生在地球系統各部分之間的各種現象、過程以及各部分之間的相互作用。 全球變化的過程涉及三個基本方面： 物理過程 化學過程 生物過程 在這三個過程之間也存在著相互作用。 此外，人類活動正以不同的方式在不同程度上影響著地球系統。同時，人類社會的持續發展也面臨著全球變化帶來的影響。

全球變遷的歷史 歷史文獻、樹木年輪、沉積物、冰芯以及其他資料間接地為人們提供了全球變化歷史。 在大時間尺度上，地球環境的變化主要是冰期、間冰期的交替，稱為冰期旋回。在冰期旋回中，全球溫度、冰量和大氣中CO2含量有巨大的波動。 全球末次冰期結束後，大約一萬年前開始的一個地質時期稱為全新世。現代地球大尺度的氣候和環境格局就形成於這個時期。幾千年來的全球冷卻是現代全球環境所處的一個大尺度的自然背景。 近百年來，世界正以異乎尋常的速率在變暖。經過比較大氣中CO2含量以及其他環境指標，不少科學家進一步斷言：目前的全球變暖以及大氣溫室效應增長、低緯度夏季風系統受到的影響、海平面上升、沙漠化等氣候、環境問題與日益擴大的人類活動有關。

全球變遷的概念模型 在現有知識水平上，可以概括出如右圖的一個概念模型。在此模型中，全球變化可以分為兩個過程體系：物理氣候系統和生物地球化學迴圈。物理氣候系統的子系統主要涉及：大氣物理/動力學、海洋動力學、地表的水汽和能量迴圈；生物地球化學迴圈的子系統主要涉及：大氣化學、海洋生物地球化學和陸地生態系統。每個子系統都直接或間接地同其他子系統發生相互作用。 驅動全球變化的最終能源是太陽能。能量和水以各種方式貫穿於整個體系。 人類活動也加入到全球變化中，同時，人類活動也受到全球變化的制約。

全球變遷的研究重點 1.生物地球化學過程 主要從大氣化學、生物排放和海洋生物化學三方面進行研究。具體的研究問題有北方森林、熱帶地區、水稻與甲烷、大氣污染與雲和全球性的微量氣體源彙監測網等。     2.陸地生態與氣候的相互作用 主要從植被在地球系統水迴圈中的作用和全球變化對陸地生態系統的影響兩方面進行研究。   3.地球系統的綜合分析和類比 把海氣耦合模式與陸地過程模式及環境系統中的化學過程、人類活動的影響作用耦合起來，是一個重要的課題。   4..社會、經濟影響評估 預測全球變化對農業、海岸帶、能源等社會經濟的影響，並在有關科學研究和政策制定之間築起橋樑。

全球變遷對水資源的影響(1) －溫室效應 溫室效應 溫室是園藝上專為保護稚嫩及超季節植物，使它們不致過冷或過熱的建築。由於地球大氣層中的水氣和二氧化碳等氣體，會阻擋地表幅射出吸收自太陽的熱能向太空逸失，使地表和大氣增溫，這種效應因為與溫室玻璃的效應相似，因此稱為溫室效應（greenhouse effect）。科學家所稱的溫室效應氣體，除了大家所熟知的水氣與二氧化碳外，還包括氟氯碳化物（CFCs）、甲烷、氧化亞氮和臭氧等氣體，由於全球工業化程度增高，使得大氣中的溫室效應氣體濃度不斷地增加，地球的溫室效應也不斷地增強。               科學家估計，如果以目前大氣中二氧化碳的增加速度，而不採取任何防制措施來推算，到2100年時全球平均溫度可能會比目前增高3.5℃，海平面則可能因而上升達95公分。由於台灣地區四面環海，全球平均海平面上升對台灣本島的影響，尤其值得我們關切。溫室效應的增強除了會使海平面上升，導致低窪地區的海水倒灌，使全世界三分之一居住在海岸邊緣人口的生命安全遭到威脅外，也會使得地球的冷暖乾濕分布更為極端，還會改變各地區的降雨型態，使植物和農作物的生長受到影響，導致糧食和水源的供應失去平衡。

全球變遷對水資源的影響(2) －聖嬰現象 聖嬰現象(El Nino) 十九世紀的秘魯漁民發現，每年的12月緊臨秘魯的太平洋，都會出現一股由北向南的溫暖海流，取代原來的冷海水，使得魚群連帶減少，由於這股暖流都在聖誕節前後來到，漁民們因此稱它為「El Nino」。El Nino 在西班牙文中有「幼年基督」和「男孩」的雙重意義，因此我們翻譯成「聖嬰現象」。 現今的聖嬰現象，則泛指東太平洋熱帶海域海水的異常增溫和赤道信風異常減弱的氣候異常現。

全球變遷對水資源的影響(3) －酸雨 酸雨 　　因為大氣中含有CO2，雨水在下降到地表的過程中，會溶入一部分的CO2，所以正常的雨水本身就略帶酸性，它的酸鹼值（pH）約為5.6，因此一般大多將酸鹼值小於5.6的雨水稱為酸雨。其實雨水除了受到CO2的影響外，自然界還有許多現象會影響雨水的酸鹼值，使雨水的酸鹼值變化介於4.9～6.5之間，因此將酸鹼值小於5.0的雨水稱為酸雨，是比較保守的定義。 　　台灣地區平均的酸雨發生率約為60%，換句話說十次的降雨有六次下的是酸雨，東部地區的酸雨發生率約為43%；中部地區則約為46%；但是台北和高雄都會區的酸雨發生率則高達80%以上！尤其是北部地區不但冬季的酸雨發生率遠高於夏季，其冬季酸性物質的濃度也高於夏季；其它地區則比較不受季節性的影響。 當酸雨滲入土壤中時，會溶解出土壤中的有毒金屬元素，將這些有毒物質帶入河川或湖泊，嚴重破壞河川生態；人類也會因為食用溶有毒金屬的酸化水質所灌溉的農作物，而在體內累積有毒身質，影響健康。酸雨也會破壞植物的根系和莖葉，使植物無法正常生長，甚至枯萎死亡。另外，酸雨也會使湖泊和水庫水質酸化，使湖泊生態系無法正常活動，最後導致湖中生物死亡，變成死湖。 台灣各氣象站累年雨水酸鹼值年平均資料 基隆 台北市 新竹 台中 日月潭 嘉義 阿里山 台南 高雄 恆春 宜蘭 花蓮 台東 4.6 4.9 5.6 5.4 5.5 5.7 5.9 5.8

全球氣候暖化加快 聯合國指出，全球氣候暖化速度加快，然而，人類的活動是主因。 IPCC (inter-governmental Panel on Climate Charge)在中國上海的一個新聞會議中指出，未來全球的氣候變化將會更劇烈。全球暖化會使冰帽降低，海水平面升高，使低漥地區(如：埃及、孟加拉、中國珠江三角洲)不再適合居住。 根據最新的估計，地球表面平均溫度從1990到2100之間會上升約1.4到5.8℃，這項數據比1995年所做的估計，溫度上升1到3.5 ℃，還高。然而所造成的影響是海平面將會上升9到88公分。 1990年代是20世紀最熱的十年，而20世紀又是最近10個世紀以來，最熱的一個世紀。 生態系統將要受苦了!地球的溫度在過去100年來上升0.6℃，所帶來的影響是更多的洪水及旱災。Klaus Toepfer提議，應該藉由這一份超過1000頁的報告來喚醒世界各地對全球氣候暖化的重視。

全球海水變暖了 全球海洋不斷在增溫中，罪魁禍首就是我們。 海水是熱的儲存庫，藉著洋流將熱從低緯度送至高緯度地區，不僅均衡地球的熱量分佈，並能減緩、延後氣候變遷，以維持地球氣候的穩定。但是Scripps科學家T.P. Barnett領導的研究小組指出，海洋早已受到全球升溫影響了！研究結果發表在七月份的Science期刊上。 研究小組分析從1960年以來三大洋(太平洋、大西洋與印度洋)的海溫觀測，研究發現三大洋的垂直水溫變化並不相同，但是都有暖化現象；科學家進一步以氣候模式分析海洋暖化的原因，他們相信是人為因素(溫室氣體、硫酸鹽類氣懸粒子)主導了海洋暖化，並排除了太陽活動、或火山噴發的影響，因為只有前者(人為因素)能在模式中重現三大洋在水深700公尺內的海溫變化訊號。 海水變暖影響的不只有海中生物，其他觀測發現從1993~2005年間，海水面每年平均上升3mm，其中的1/4來自海水受熱膨脹。年平均上升量3mm看來很小，然而累積一百年後30cm的上升量，對人口密集的濱海地區將帶來很大的災害，尤其是東南亞開發較晚、且容易遭到颱風侵襲的國家。

格林蘭冰帽正在溶化 一項研究顯示，格林蘭冰原正以每年11立方哩的速度溶化並使海面在上個世紀中升高了9英吋。 根據NASA對北大西洋島嶼(地球第二大冰原的所在地)的統計，格林蘭每年被侵蝕超過500億噸的水。冰原測量計劃的領導人 William B. Krabill說格林蘭冰的溶化及由冰川崩解下來的冰山對全球海平面的上升造成了7%的影響。在上個世紀，測量結果顯示海平面以上升了9英吋，足以使一些低漥地區在高潮及暴風雨時被淹沒。Krabill說，如果格林蘭冰原繼續溶化，這樣的趨勢會更嚴重。 研究顯示格林蘭的冰川正快速向海洋移動，也許是因為溶化的水在冰河底部造成潤滑作用。"我們正在觀察類似這樣會加速冰河向邊緣移動的情形"Krabill說。Krabill帶領的NASA團隊使用航空雷射調查技術來測量格林蘭上的冰層，並與5年前類似的的調查資料比較。雷射由飛越冰原的飛機上向冰面發射光束，藉著接收反彈的光線得到冰的高度。飛機的位置則由全球衛星定位系統 (GPS)提供。Krabill說，這項調查首先提供了格林蘭冰原的最新變化，但尚無南極的相關資料。 "我們在格林蘭上看到的也許是一個指標"NASA的另一個科學家Waleed Abdalati說。因為格林蘭冰原比南極冰原對氣候的改變更敏感。 至於世界上最大的冰庫--南極，有多少冰正在消失? NASA計劃在2001年發射一名為IceSat的衛星，用來調查世界上主要的冰原。此衛星將會在極區附近環繞觀測冰原隨時間的變化情形。

熱壞了稻米 研究顯示全球暖化對稻米的收成是個壞消息，炎夜的夜晚讓稻米產量下滑。 稻米養活了地球上一半的人口，稻米的產量每年得增加1%才能趕得上人口的增長。氣候變遷對稻米產量的影響，學界迄今仍無定論，美國內布拉斯加大學的Kenneth Cassman指出，這是因為我們對環境變遷如何影響農作物產量，瞭解還非常粗淺。 一般上的認知是，頂著大太陽的白天，加上大氣中二氧化碳的增加，應該能夠刺激植物的光合作用，因此產量上升。可是炎熱的夜晚，會增加植物的呼吸作用，因而降低植物的產量。Cassman和菲律賓馬尼拉國際稻米研究所的彭少兵等人分析了25年的氣候資料，以找出關鍵的因素。 結果顯示，夜晚的最低溫每增加1°C，稻米的產量就降低了一成，可是產量和白天最高溫卻沒有關聯。Cassman表示，現今的理論必須要修正了，因為它們把白天和夜晚的溫度都混在一起成為單一的平均溫，而事實上全球暖化讓夜晚的溫度上升得更多。 英國牛津大學的Chris West表示，全球暖化對食物的供給會有非常深遠的影響，如果這個關係對各地各種農作物都通用的話。現在的氣候模型預測到了2100年，全球溫度會升高1.5°C到4.5°C，夜晚將會更熱。West提議，要解決這個問題，可是要培育出能夠應付熱夜的新稻米品種。

以後的地球會比現在預估的更熱 因為人為的活動產生的CO2排放，導致大氣層中CO2濃度的上升，在未來預期將對氣候產生明顯的變化。 地球上的CO2會被海洋與陸地生態系所吸收，CO2吸收的情況對於大氣層內氣候的變化是相當敏感的，而其間的互動也產生了回饋環(feedback loop)的作用機制。以往探討CO2循環模式普遍的將氣候跟生態圈的回饋作用排斥在外，只使用靜態的植被分佈跟CO2濃度來研究碳循環模式，也不討論氣候變化的因素。 Peter M. Cox跟他的工作夥伴將這些因素完全連結起來的，成了三度空間的碳-氣候模式，結果顯示出碳循環的回饋作用將在21世紀產生顯著的增加氣候變化。他們發現除了轉化成碳源後的碳元素以外，陸地生物圈所有的碳沉降需要到2050年。到了2100年，海洋一年以50億噸的速度吸收碳以平衡陸地的碳源，那時候大氣層中的CO2濃度為250 ppmv。 在實驗的結果中發現，到了2100年，若考慮回饋的作用機制在內，地球的溫度將上升 5.5度K，比沒有考慮碳循環回饋機制所推論的結果4.4度K還要更高。

從古氣候學觀點看全球變遷(1) 依照目前人類排放溫室氣體的趨勢，溫室效應將使地球暖化，並在21世紀中期以前見到明顯的效應。CO2濃度加倍之後，地表平均溫將升高2℃到5℃左右。儘管產生這些估計的的氣候模型並未將海洋環流的遲滯效應考慮進去，但亦不表示大洋底流的遲滯終能延緩暖化的危機。 從兩極冰蕊中所推算出來的古溫及古大氣溫室氣體濃度所呈現的同步變化來看，溫室氣體的增加，必然帶來溫度的上升。以往百年來，地表平均溫從未升高超過0.6℃，因此，面對21世紀可能產生之從未經驗過的變局，目前各類氣候模型所做的種種模擬與預測，追根究柢，仍只是建築在種種簡化了的「想當然爾」的假設上，複雜多變的地球氣候體系究竟會以什麼樣的速率、幅度及形式來變化，是一個攸關人類前途的難解問題。 古氣候學儘管仍不成熟，對地球暖化問題至少可以提出一些見解。

從古氣候學觀點看全球變遷(2)

從古氣候學觀點看全球變遷(3)

從古氣候學觀點看全球變遷(4)

從古氣候學觀點看全球變遷(5)

1990-2100全球平均海平面高度之變化

由上新世看聖嬰現象與全球暖化 過去25年來，赤道太平洋的平均海溫已經上升約0.8C。究竟熱帶地區的氣候變化與全球暖化之間會如何互相影響？美國加州大學 Santa Cruz校區的科學家Michael Wara指出，距今三百萬到四百五十萬年前的上新世其實是個比現代氣候溫暖的年代，當時赤道太平洋的海水溫鹽結構類似今天聖嬰年期間的樣子。透過對古氣候的研究可以讓我們更了解未來的氣候變遷。 Michael Wara的研究結果於2005年7月29日發表在『科學』期刊上。在這項研究中，他們藉由分析海底岩心中有孔蟲類的殼含有的 d18O 與鎂鈣比例來得到距今一百七十萬到五百三十萬年前的海溫時間續列。他們意外地發現，上新世是個溫暖的時期，全球平均溫度比現今氣候溫暖約 3 C ，這項結果和之前其他研究結果完全不同。由於他們的岩心採樣在時間尺度上擁有較高解析度，他們認為早期的研究很可能是資料不足的情況下得到的錯誤推測。除了平均溫度較高，東太平洋的斜溫層位置也較深，造成赤道太平洋的經向海溫梯度只有1.5 ± 0.9 C，類似現今聖嬰現象時的海溫分佈。同時，上新世的邊界條件也和現今的條件相當，擁有類似的洋流形態、海陸分佈、北半球的冰層覆蓋範圍、及類似的大氣CO2含量。因此溫暖的上新世是研究及對照全球暖化與聖嬰現象的最佳時期。 為什麼上新世會比較溫暖？原因可以有來自熱帶地區以外的海溫變化或海水鹽度變化，或是熱帶地區本身的短期氣候變化(ENSO或大氣中CO2濃度變化)所造成的影響。理論上，亞熱帶地區的海溫或表面海水鹽度梯度若降低，會導致赤道地區的斜溫層變暖且深度變深。雖然已有觀測資料顯示上新世的亞熱帶海溫的確比較高，但是仍需更多資訊來佐證。 赤道地區的海氣結構是影響全球氣候的關鍵之一(另一個關鍵是北極地區的海冰)。溫暖的上新世代表了赤道氣候的基本形態可以有而且曾有過長期重大的改變。因此，現今氣候在長時間尺度下來看，可能不是一個穩定的狀態。當地球處於溫暖期，赤道地區的海洋--大氣結構會產生根本上的變化，例如Walker circulation勢必要改變，全球熱量會重新分配，海氣交互作用將變弱並進而減緩高頻氣候變異(例如ENSO,相對於長時間的氣候變遷)的幅度。

近1000年來的氣候變遷與全球暖化 氣候變遷的多重時間尺度特性

地球過去百萬年、萬年、千年之氣溫變化

1855~1985全球平均表面溫度之年平均值

近1000年來的全球各地之氣候化

十年平均氣溫與1951-1980 平均溫度之差值

過去1000年氣候變遷的原因 德州農業機械大學海洋學系的Thomas J. Crowley利用數值模式模擬來證明溫室氣體是過去1000年全球暖化的主因。 20世紀末的全球暖化一般認為是因人類活動所造成，特別是溫室氣體的增加。然而，仍有許多與氣候系統本身的低頻變化有關的問題存在。另外太陽輻射的變化及火山活動會造成多大的影響也尚未確定。Crowley在289期的Science期刊上發表的論文指出，根據其模式模擬的結果，自然的變化只在全球暖化中扮演次要的角色，人類活動產生的溫室氣體才是主因。 Crowley使用線性能量平衡模式計算年平均溫度受不同氣候因子影響時的變化。其結果顯示，1850年以前的溫度低頻變化有41~64%是源於太陽輻射的變化及火山活動。如果Crowley的模擬正確，則表示溫鹽環流對過去1000年半球尺度的溫度變化只有次要影響。若將溫室氣體以外的已知因子都移除，則20世紀末的暖化現象與只用溫室氣體來預測的結果非常符合。 Crowley的主張相當令人驚訝，因為科學家對海氣系統的動力及輻射反饋機制仍不夠了解。Crowley認為，雖然區域氣候的變化的確是受到這些複雜的動力及熱力反饋機制控制，但從他的模擬與觀測資料一致的結果來看，在較大的尺度中，溫度幾乎線性的反映出輻射因子的變化。

中國五千年來平均變化曲線與冷暖期之分佈情形

中國 Greenland 晉朝(1700年前)以來中國平均氣溫與 Greenland冰帽平均溫度之變化曲線 民國

晉與南北朝以來中國氣溫與現在平均溫之相差值之變化

中國五千年來平均變化曲線與挪威雪線之變化情形

地質年代之氣溫變化情形

太陽黑子之週期變化 氣候學家不斷的在尋找具週期性或準週期性的氣候變化。畢竟，如果氣候變化具有週期性，人類就可輕而易舉的預報未來的氣候。如果，與太陽活動相關的週期性變化對地球氣候有所影響，我們只須監測太陽的活動即可預測氣候。 科學家很自然的就聯想到太陽黑子。 是過去300年太陽黑子數目的變化，具有明顯的週期性，如11年，22年，80-100年

異常氣候的發生頻率 在氣候變異度( variability )及極端氣候方面，IPCC 科學家在1995年報告中，作了以下結論: (1) 氣候平均或變異度的微小變化，可能使極端氣候發生頻率產生相當大的變化。 (2) 普遍增溫將導致高溫情況的發生頻率昇高，但使低溫情況的發生頻率降低。 (3) 暴雨的發生頻率可能提高。平均降水減少的地區，發生乾旱的可能性昇高。水循環可能加強，其含意為某些地區的旱澇加劇，某些地區則減緩。 (4) 中緯度風暴是否加劇或減弱，則無定論。 (5) 目前的知識無法判定熱帶氣旋及颱風的可能變化。 (6) 較暖的氣候使熱帶海洋較接近艾尼紐的情況，類似艾尼紐-南方振盪的氣候型態可能較頻繁。 第一個結論指出一個重要的概念，亦即氣候變異度( variability )或極端氣候與平均狀況無絕對關係。即使全球平均氣溫只上升一些，部份地區的酷寒或熱浪的發生頻率可能大幅提高或降低。然而，IPCC科學家仍無法論斷異常氣候及劇烈天氣發生頻率的未來變遷。

國際因應對策 『全球變遷』不僅只是一個科學研究計劃。它牽涉到人類如何因應全球變遷而衍生出的種種政策擬定與執行，及其對政治、經濟、社會的影響。 面對近年幾項重大環境議題，如溫室效應、酸雨、臭氣層破壞、生物絕滅，水資源枯竭等，國際社會已相繼訂定各種國際公約，做為共謀改善全球環境的張本。其中尤以蒙特婁議定書的制定與強制執行，有效地抑止了氟氯化碳物質的使用與排放，成為國際社會聯手對付環境惡化的最佳範例，彰顯國際公約及貿易制裁的有效性，更鼓勵了各項國際公約的制定、通過與執行。以下是近年通過的幾項公約及行動綱領： 1、瀕臨絕種野生物貿易公約（Convention on International Trade in Endangered Species, CITES）：1973年簽署，113國執行，目的在保護瀕臨絕種的動植物。 2、蒙特婁議定書（Montreal Protocol）：1987年簽署，91國執行中，1994年起逐步禁止海龍和氟氯碳化物的使用。 3、巴塞爾公約（Basel Convention on the Control of Transboundary Movements of Hazardous Wastes and Their Disposal）：1989年簽署，64國執行，管制有害廢棄物越境處理。 4、生物多樣性公約（Convention on Biological Diversity）：1992年由152國共同簽署，旨在確保各國採取有效行動以遏阻對物種、生物自然生長環境及生態系的破壞。 5、氣候變化綱要公約（Framework Convention on Climate Change, FCCC）：1992年152國簽署，1994年3月生效，旨在減少溫室氣體之排放，穩定大氣中溫室氣體的濃度，使之不致干擾、破壞氣候系統。 6、二十世紀行動綱領（Agenda 21）：1992年簽署，旨在社會、經濟、環境三個面向追求動態的平衡，為一全面性的行動計劃，確保人類永續發展。 7、森林原則（Forest Principles at the Earth Summit 1992）：反映全球對森林之管理與保育的共識。

永續發展：經濟與生態的和諧共存 人類工農業的發展已經在全球造成了環境上不可磨滅的變化，森林、土壤、溪流帶著酸雨的傷痕，保護地球的臭氧層有了破洞。這一切正是全球生態系(ecosystem)對人類經濟系統(economic system)的反撲與回應。人類文明的進步伴隨著環境損傷的代價，然而，人類並不能因此停下腳步，問題是，應當如何減少對全球環境的損傷，確保可持續發展(sustainable development)的環境根基？ 加拿大渥太華公共政策研究所「環境與永續發展計劃」主任MacNeill說得好：『我們要強調「發展的新世代」(new era of development)的可能性；新世代的發展策略迥異於當今的方式，而是可持續成長的方式，這種經濟成長的方式與過程不可損害環境 ，因為環境本身正是成長與發展所不可或缺的。』 工業生產的系統必需像生態系統一般，讓所有的物質在生產系統中能循環使用，甲產業的「廢料」成為乙產業的原料，而各生產過程中要把材料與能量的效果極大化，廢料的產生極小化；環環相扣形成所謂「工業生態系」(industrial ecosystem)。 人類既然有能力改造了地球環境，我們何嘗不能改善我們的產業、經濟與社會體系呢？ 事實上，有許多經濟工具可資利用，例如，以政策工具或市場價格反映所有產品所隱含的環境成本，譬如說：一公升石油的價格除了含有開採與營運成本之外，還附加其造成全球暖化、煙霧(smog)、酸雨的環境損害的成本，即所謂的「碳稅」(carbon tax)。

迎接新世紀，進入地球村 「與環境和諧共處」說得很容易，「要怎麼做」才是問題的核心。地球有近60億人口，分布在180多個國家，各有相異的語言文字、多樣的文化、宗教、不同的政經、社會、教育背景，懸殊的財富與科技能力，如何能使全球一體，迅捷有效地，做出必要措施，經營可持續發展，著實是一件史無前例的巨大工程！以下是一些綱領性的原則： 1、首先，我們必須有效節制人口的增長。 2、我們要改善工業化國家過度使用天然資源，污染全球的現況。 3、增加物質的回收與循環使用。 4、增加能源使用效率。 5、發展取代化石燃料的代用能源。 6、轉移綠色科技，協助開發中國家使其放棄以犧牲自然環境為手段的經濟發展策略。 7、保育動植物，設立保育空間與通路，以備全球環境發生變遷的時候，動植物仍能經由遷移而得以保存。 8、加強相關的自然科學與人文、社會科學研究，作為制訂政策的基礎。 9、加強環境教育，推廣到各行各業，各年齡層，以形成可持續經營的共識。 10、加強國際合作，體認到全球環境惡化的危機更有甚於個別國家間的國防軍備問題。 11、每個人有環保意識，小到隨手關燈，少用一個塑膠袋，大至投票選舉，投資理財，制定政策，隨時以環境為重，謀求長遠之永續發展。

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