From 不願面對的真相

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全球暖化
Global Warming
全球警訊
Global Warning
全球警訊
Global Warning
全球暖化
Global Warming
全球氣溫上升速度明顯加快
離均差攝氏度(1961-1990)
全球平均溫度
年均值
線性趨勢
平滑序列
誤差帶
上升率
每10年上升 0.1280.026 (最近50年)
每10年上升 0.0740.018(最近100年)
資料來源:政府間氣候變遷專門委員會(IPCC)
全球暖化的現象
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
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
全球平均海平面高度升高
北半球冰雪覆蓋面積減少
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)
(From 不願面對的真相)
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喜馬拉雅冰河(1974-1994)
(From 不願面對的真相)
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(From 不願面對的真相)
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)
氣候變遷引發更多的天災
最重要的原因是
海洋發燒
20
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
海洋
格陵蘭冰被
大西洋冰被
大陸
大氣
總變化
極地海冰
21
海洋發燒將導致氣候嚴重失衡
海洋調節
22
地球在呼吸(CO2逐年上升)
23
地球的呼吸變大了?
許德敦’s blogger
24
海水鹽度
海流及大洋環境產生改變
Indirect Effects-海洋環流的改變
25
海水溫度上升的熱區
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
全球暖化的證據
(有人說這個最有力!)
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
經濟要素:氣候
1. 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。
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1951-1980的平均氣候狀態(如平
均溫度)為參考點。
氣候帶
Climograph
After Discovery, 2001
氣候帶
300m=500km
After Discovery, 2001
氣候帶
Climograph
After Discovery, 2001
氣候帶
Climograph
變化
After Discovery, 2001
氣候帶
Climograph
After Discovery, 2001
氣候帶
Climograph
After Discovery, 2001
氣候帶
Climograph
After Discovery, 2001
地球的氣候帶分佈
(FAO, 1991)
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。
氣候變化的代表性觀測項
大氣變化的尺度譜
10x
股市
(取自 張家誠,1978)
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。
來源:Folland et al., 1990
Past 1 m yrs
Past 10 t yr
全新世最大值
小冰河期
中世紀溫暖期
來源:IPCC, 2001
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
– 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
Source:周淑貞等,氣候學與氣象學
倫敦近郊雀兒喜(Chelsea)
倫敦市區國會建築
荷蘭阿姆斯特丹
十五世紀
荷蘭阿姆斯特丹
從文史典籍重建中國歷代之相對氣溫
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
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
– 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
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。
立夏
榖雨
清明
春分
驚蟄
雨水
立春
大寒
小滿
小寒
芒種
冬至
夏至
大雪
小暑
大暑
小雪
立秋
立冬
處暑
紅字:中氣
白露
秋分
寒露
霜降
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
月
令
須
包
含
中
氣
,
無
法
包
含
中
氣
則
次
月
閏
月
處
理
季名
月令
孟春
一月
仲春
二月
季春
三月
孟夏
四月
仲夏
五月
季夏
六月
孟秋
七月
仲秋
八月
季秋
九月
孟冬
十月
仲冬
十一月
季冬
十二月
節氣
立春
雨水
驚蟄
春分
清明
榖雨
立夏
小滿
芒種
夏至
小暑
大暑
立秋
處暑
白露
秋分
寒露
霜降
立冬
小雪
大雪
冬至
小寒
大寒
月令地支
寅月
卯月
辰月
巳月
午月
未月
申月
酉月
戌月
亥月
子月
丑月
周天度
315°
330°
345°
0°
15°
30°
45°
60°
75°
90°
105°
120°
135°
150°
165°
180°
195°
210°
225°
240°
255°
270°
285°
300°
太陽曆
2/4 or 2/5
2/19 or 2/20
3/6 or3/7
3/21 or 3/22
4/5 or 4/6
4/20 or 4/21
5/6 or 5/7
5/21 or 5/22
6/6 or 6/7
6/21 or 6/22
7/7 or 7/8
7/23 or 7/24
8/8 or 8/9
8/23 or 8/24
9/8 or 9/9
9/23 or 9/24
10/8 or 10/9
10/23 or 10/24
11/7 or 11/8
11/22 or 11/23
12/7 or 12/8
12/22 or 12/23
1/5 or 1/6
1/20 or 1/21
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
– 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
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
– 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
喜馬拉雅冰河(1974-1994)
凍原縮減
凍結土加速暖化
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
– 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
建立地球的病歷(氣候)資料
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
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
985-1000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。
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。
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710-822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。
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1659-1979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。
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。
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
IPCC 評估報告中的暖化數據
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)
10000
5000
Time (before 2005)
0
(IPCC,2007)
(IPCC,2001)
雨量變化趨勢
(IPCC,2001)
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0.3- 0.6℃;最近40年則上
升了0.2-0.3 ℃ 。[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1974-1994的平均值。
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。
2007 對「海洋酸化」及「海水位上昇」更確定
2007年的評估報告結論
2007年的評估報告結論(海水位上昇)
2013/9/29 IPCC AR5公布
所有預測又往上修

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