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全球暖化 Global Warming Global Warning 全球警訊
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全球警訊 Global Warning 全球暖化 Global Warming
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全球氣溫上升速度明顯加快 全球平均溫度 資料來源：政府間氣候變遷專門委員會（IPCC） 離均差攝氏度(1961-1990) 上升率
年均值 線性趨勢 平滑序列 誤差帶 全球平均溫度 每10年上升 0.1280.026 (最近50年) 每10年上升 0.0740.018(最近100年) 離均差攝氏度( ) 上升率 資料來源：政府間氣候變遷專門委員會（IPCC）
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全球暖化的現象 全球平均溫度升高 全球平均海平面高度升高 北半球冰雪覆蓋面積減少 資料來源：政府間氣候變遷小組（IPCC）
氣溫、海平面及北半球冰雪覆蓋 全球平均溫度上升0.74℃ 全球平均溫度升高 全球平均海平面高度升高 北半球冰雪覆蓋面積減少 海水位平均每年上升1.8毫米，近10年上升速度增加為每年3.1毫米 1978年後衛星觀測，北極海冰覆蓋面積每10年平均縮小2.7％ 資料來源：政府間氣候變遷小組（IPCC）
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(From 不願面對的真相)
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(From 不願面對的真相)
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(From 不願面對的真相)
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(From 不願面對的真相)
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(From 不願面對的真相)
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(From 不願面對的真相)
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(From 不願面對的真相)
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(From 不願面對的真相)
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(From 不願面對的真相)
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(From 不願面對的真相)
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喜馬拉雅冰河( )
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(From 不願面對的真相)
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(From 不願面對的真相)
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(From 不願面對的真相)
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近期海水位上升的威脅來自北極與格陵蘭融冰。
(From 不願面對的真相)
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氣候變遷引發更多的天災 最重要的原因是 海洋發燒
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大部分的太陽幅射熱能都儲存在海洋 海溫上昇將導致氣候嚴重失衡 1961-2003 1993-2003 儲熱總量(1022J) 冰河、冰帽
儲熱總量(1022J) 冰河、冰帽 海洋 格陵蘭冰被 大西洋冰被 大陸 大氣 總變化 極地海冰
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海洋發燒將導致氣候嚴重失衡 海洋調節
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地球在呼吸(CO2逐年上升)
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地球的呼吸變大了？ 許德敦’s blogger
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海水鹽度 海流及大洋環境產生改變 Indirect Effects－海洋環流的改變 溶冰啟動? 溫鹽環流- 地球體溫調控裝置
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海水溫度上升的熱區
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熱帶、亞熱帶海洋溫昇幅度不大，但蒸發量大，颱風暴雨等極端氣象之發生頻率變高。
Direct Effects－颱風強度的改變 Webster et al. (2005) Science, 309
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全球暖化的證據 (有人說這個最有力!)
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氣候決定了我們的生活 收成好壞看老天爺臉色 富裕及健康的人口居住在擁有豐碩的食物及水果之氣候區
在赤道區域,因為炙熱的氣候及很差的生活條件,所以沒有富裕的國家 西歐及北美擁有很好的氣候條件, 種植很多的植物及水果, 因此大部份富裕的國家都在那裡
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經濟要素:氣候 世界國民生產毛額超過30兆億美元,其中五分之四(25兆)的經濟活動是與天氣有關係的。
2. 盧森堡(3萬8,830美元)與剛果民主共和國(90美元)生產毛額 -在剛果, 由於惡烈的天氣狀況,簡單的生存條件對當地而言就非常困難。因此幾乎不可能可以生產任何種類的農作物或作物。 3. 菲律賓南部的Davao與德國的科隆 -菲律賓南部的納卯市下雨,雨點如豆般大的落下來, 每個月的平均雨量是160豪米. 因此每次下雨 戶外工作就停頓癱瘓.清理的工作花費相當昂貴。菲律賓每人的生產毛額是1030美元 。 - 科隆平均月雨量是67毫米。若突然下雨了, 人們就會湧進商店街, 咖啡廳躲雨, 順便買一些東西或喝喝咖啡, 所以經濟還因此而成長。
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氣候的定義 在長達數十年期間，大氣-海洋-陸地系統狀態的統計系集(statistical ensemble)
A. S. Monin之定義 各地每年循環不停地之季節變化的長期平均特性，包括大氣-海洋-陸地系統的統計特性，而非任何時刻的確切狀態。 統計某地30年期間氣候特性的系集平均 世界氣象組織(WMO)之定義 WMO每隔30年必須公佈當地氣候的統計計量，譬如目前各地之氣候狀態均以 的平均氣候狀態(如平均溫度)為參考點。
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氣候帶 Climograph After Discovery, 2001
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氣候帶 300m=500km After Discovery, 2001
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氣候帶 Climograph After Discovery, 2001
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氣候帶 Climograph 變化 After Discovery, 2001
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氣候帶 Climograph After Discovery, 2001
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氣候帶 Climograph After Discovery, 2001
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氣候帶 Climograph After Discovery, 2001
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地球的氣候帶分佈 (FAO, 1991)
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生物圈與大氣圈的回饋作用 蓋亞假說 英國物理學家James Lovelock提出，所有的生物互相作用去調節環境，使世界上生物的數量保持平衡。(地球自癒功能) -- 雛菊世界 如果星球上只有黑菊花與白菊花兩種生物….若星球溫升太高，黑菊花吸收太多而大量死亡，白菊花繁殖成為多數，反射更多太陽熱量，使星球冷卻下來，黑菊花又開始開花，吸收熱量…… --硫化二甲烷(dimethyl sulphide, DMS) DMS為造雲的前導物質(凝結核)，大洋中的水氣才能形成雲層或降水，海洋中的海藻會製造化學物質DMS，以數量及分佈水層調節DMS製造量，調節大氣的雲量，在海洋氣候上扮演重要角色。
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氣候變化的代表性觀測項
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大氣變化的尺度譜 10x 股市 (取自 張家誠,1978)
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過去8億年間，冷暖氣候多次地交替出現，我們目前的氣候相對而言是處於較冷的狀態。
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來源：Folland et al., 1990 Past 1 m yrs Past 10 t yr 全新世最大值
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小冰河期 中世紀溫暖期 來源：IPCC, 2001
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如何重建地球的氣候資料 歷史文獻 將氣候記載轉化為氣候參數 物候學 生物學 自然地理因子 同位素 古岩層,古生物化石及古土層
以物候現象出現日期為指標 生物學 生物界限/樹輪/植物孢粉 自然地理因子 海洋,河川,湖泊,冰川,雪線 同位素 碳同位素,氧同位 古岩層,古生物化石及古土層 地質時代氣候狀況之間接材料
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Source:周淑貞等,氣候學與氣象學
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倫敦近郊雀兒喜(Chelsea)
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倫敦市區國會建築
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荷蘭阿姆斯特丹
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十五世紀 荷蘭阿姆斯特丹
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從文史典籍重建中國歷代之相對氣溫
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人文紀錄與自然紀錄比較 挪威雪線紀錄 中國歷代之相對氣溫
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如何重建地球的氣候資料 物候學 以物候現象出現日期為指標 歷史文獻 生物學 自然地理因子 同位素 古岩層,古生物化石及古土層
將氣候記載轉化為氣候參數 物候學 以物候現象出現日期為指標 生物學 生物界限/樹輪/植物孢粉 自然地理因子 海洋,河川,湖泊,冰川,雪線 同位素 碳同位素,氧同位 古岩層,古生物化石及古土層 地質時代氣候狀況之間接材料
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物候學 (Phenology) 與氣候學(Climology)相似，都是觀測各地春、夏、秋、冬四季變化的科學。不同之處在於氣候學為觀測一地區之寒暑、晴雨、風雲變化等，物候學則為觀測經年植物之生長或榮枯、動物的行動或生育。 更簡言之，探討花香、鳥語、河凍等大自然界言語之相互連鎖關係者即為「物候學」。 物候學在日本稱為生物季節學，二十四節氣或七十二候全傳自中國。櫻花開花記錄1200 年來毫未間斷，乃世界最長一項物候記錄。目前在日本有1500 個物候觀測點隸屬於氣象廳，農業氣象與物候學均為日本氣象學之重要部門。 在生物季節法則裡，緯度每差1 度或海拔高度每差100 公尺，生物季節現象相差4天。
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詩云: 春雨驚春清榖天,夏滿芒夏暑相連 秋處露秋寒霜降,冬雪雪冬大小寒 每日雨節日期定,主多不差一兩天 紅字:中氣 冬至 夏至 春分 秋分
大寒 立春 雨水 驚蟄 清明 榖雨 立夏 小滿 芒種 小暑 大暑 立秋 處暑 白露 寒露 霜降 立冬 小雪 大雪 詩云: 春雨驚春清榖天,夏滿芒夏暑相連 秋處露秋寒霜降,冬雪雪冬大小寒 每日雨節日期定,主多不差一兩天 紅字:中氣
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月 令 須包含中氣， 無法包含 中氣 則次月閏月 處理
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如何重建地球的氣候資料 生物學 生物界限/樹輪/植物孢粉 歷史文獻 物候學 自然地理因子 同位素 古岩層,古生物化石及古土層
將氣候記載轉化為氣候參數 物候學 以物候現象出現日期為指標 生物學 生物界限/樹輪/植物孢粉 自然地理因子 海洋,河川,湖泊,冰川,雪線 同位素 碳同位素,氧同位 古岩層,古生物化石及古土層 地質時代氣候狀況之間接材料
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如何重建地球的氣候資料 自然地理因子 海洋,河川,湖泊,冰川,雪線 歷史文獻 物候學 生物學 同位素 古岩層,古生物化石及古土層
將氣候記載轉化為氣候參數 物候學 以物候現象出現日期為指標 生物學 生物界限/樹輪/植物孢粉 自然地理因子 海洋,河川,湖泊,冰川,雪線 同位素 碳同位素,氧同位 古岩層,古生物化石及古土層 地質時代氣候狀況之間接材料
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喜馬拉雅冰河( ) 凍原縮減 凍結土加速暖化
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如何重建地球的氣候資料 同位素 碳同位素,氧同位 歷史文獻 物候學 生物學 自然地理因子 古岩層,古生物化石及古土層
將氣候記載轉化為氣候參數 物候學 以物候現象出現日期為指標 生物學 生物界限/樹輪/植物孢粉 自然地理因子 海洋,河川,湖泊,冰川,雪線 同位素 碳同位素,氧同位 古岩層,古生物化石及古土層 地質時代氣候狀況之間接材料
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建立地球的病歷(氣候)資料 古岩層,古生物化石及古土層 地質時代氣候狀況之間接材料 姓名:地球 年齡:46億 歷史文獻 物候學 生物學
姓名:地球 年齡:46億 歷史文獻 將氣候記載轉化為氣候參數 物候學 以物候現象出現日期為指標 生物學 生物界限/樹輪/植物孢粉 自然地理因子 海洋,河川,湖泊,冰川,雪線 同位素 碳同位素,氧同位 古岩層,古生物化石及古土層 地質時代氣候狀況之間接材料
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近千年來的氣候變遷 小冰河期 中世紀溫暖期 歐洲的氣候十分溫和，豐收不斷，甚少饑荒。北極海浮冰覆蓋面積明顯縮小。冰島人在西元982年首次抵達格陵蘭，之後更往西航行至加拿大。在冰島及格陵蘭甚至有穀類收成，而且漁獲頗豐。冰島的古籍記載了一件英勇事績: 在西元 年間，有人游泳橫渡格寧蘭的峽灣(fjord)帶回一隻成羊，顯示當時的氣候可能比現代溫暖許多。
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小冰河期 中世紀溫暖期 歐洲大陸的葡萄園的開墾範圍比目前還往北推進約500公里，英格蘭目前仍存在的許多中世紀葡萄園遺跡就是最好的證據。科學家依此推斷當時的夏季平均溫度可能比20世紀高出0.7℃-1℃。美國加州白山的松樹年輪資料也顯示11-13世紀之間的樹輪比之前及之後的年代都來得寬。當地松樹的生長主要取決於夏季氣溫，與降水多寡較無相關。由此判斷，當時的白山氣溫應該偏高。
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宋 中世紀溫暖期 小冰河期 晉朝、南北朝至20世紀的中國氣溫變化(劉昭明，1992) 漢代以前，黃河流域溫暖多雨，仍有稻、竹等植物；北宋太宗中期(西元10世紀)，氣溫迅速下降，進入長達數百年之久的冷期；南宋時，氣候較寒冷而且乾旱，稻、竹等已不多見。依據劉昭民先生的統計，唐代的300年中，冬無雪的年數達19次之多，是各朝代之冠；其中12次發生於西元 年的112年之間。相反的，南宋的古籍則多是『錢塘大寒屢雪，冰厚數寸』之類的記載。學者估計，南宋杭州年平均溫度比現在低1℃ -1.5℃。 依據日本皇家御花園保存的櫻花盛開日期記錄:在9世紀，櫻花盛開多在早春；到了12世紀，卻多發生於晚春，平均而言，晚了約二週。上述記錄之間的差異顯示，發生於歐洲的中世紀暖期可能不是全球性的現象。
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小冰河期 中世紀溫暖期 13世紀氣候逐漸變冷，海冰覆蓋面積增加，海上惡劣天氣頻繁不利於航行。在歐洲大陸，惡劣天氣頻率逐漸昇高，農作及漁獲量皆明顯下降。歐洲北大西洋沿岸頻遭風暴侵襲，海岸受到侵蝕且洪水斷。13世紀後葉及14世紀前葉，饑荒更是頻頻發生，低溫狀態維持到19世紀中葉，稱為小冰河期。 小冰河期的另特色是天氣變異相當大，亦即極端天氣發生的頻率較高。中英格蘭的氣象資料顯示，在 年之間，最冷及最熱的冬天與夏天多發生在小冰河期。倫敦的泰晤士河河面在1964-5到1813-4之間結凍20-22次，荷蘭的運河也經常結冰。
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宋 中世紀溫暖期 小冰河期 晉朝、南北朝至20世紀的中國氣溫變化(劉昭明，1992) 當歐洲仍處於中世紀暖期時，中國就已進入長達數百年的冷期，在南宋期間，氣候曾經一度回暖，但是仍舊偏低，而且維持不久，之後的元、明、清三代大多屬於寒冷的年代。明代中葉及後葉，氣候寒冷乾旱，在16世紀中，旱災發生次數高達84次，居歷史上各世紀之冠。
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? 發生於歐洲之中世紀暖期非全球現象 小冰河時期則為全球性現象 宋 中世紀溫暖期 小冰河期
晉朝、南北朝至20世紀的中國氣溫變化(劉昭明，1992) 發生於歐洲之中世紀暖期非全球現象 小冰河時期則為全球性現象
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IPCC 評估報告中的暖化數據
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一萬年來大氣溫室氣體變動 南極冰蕊紀錄 and 近年儀器測量值 (IPCC 2007) Time (before 2005)
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(IPCC,2007)
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(IPCC,2001)
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雨量變化趨勢 (IPCC,2001)
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IPCC科學家1995年報告之結論 (vs 2007年) 氣候變暖了嗎 ﹖
全球平均地面氣溫自19世紀末以來上升了 ℃；最近40年則上升了 ℃ 。[最近50年上昇0.74℃(0.56~0.92 ℃)] 暖化最明顯的地區是40N-70N; 有些地區則變冷。(普遍上昇) 最近50年的日溫差有變小的趨勢( 因為雲量增加，夜晚氣溫升高 )。 自1973年以來，海冰覆蓋面積無一致性的變化。亦即，有些地區增加，有些地區減少。 (普遍縮減) 氣候變濕了嗎 ﹖ 全球平均雨量在20世紀增加了1%。 1988年以來，雪蓋面積( snow cover )小於 的平均值。
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2007 對「海洋酸化」及「海水位上昇」更確定 氣候更多變，更惡劣了嗎？
惡劣氣候的發生頻率無一致性的變化，亦即，有些地區增加，有些地區減少。(顯著增加) 除了Sahel等少數地區，發生乾旱的頻率並無明顯的變化。(明顯擴大) 某些地區發生豪雨的頻率增加，但是並無明顯的大規模的變化。 北大西洋發生強烈溫帶氣旋的出現頻率增加; 熱帶氣旋( 如颱風 )則強度減弱。 (可能增強) 酷寒發生頻率降低，但是熱浪發生頻率並無明顯變化。 (明顯增加) 20世紀變暖了嗎？ 北半球夏季溫度是西元1400年以來最高的。(20世紀下半葉，北半球平均溫度很可能高於過去500年中任何一個50年，並可能是過去1300年中最高的50年。 中世紀的暖期? 穩定狀態的不同 氣候的週期 2007 對「海洋酸化」及「海水位上昇」更確定 60
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2007年的評估報告結論
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2007年的評估報告結論(海水位上昇)
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2013/9/29 IPCC AR5公布 所有預測又往上修
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