全球氣候變遷：危機與轉機

張泉湧

學歷：私立中國文化大學氣象學碩士、日本東京大學理學博士

現職：國立台北教育大學自然科學教育學系兼任副教授

經歷：
交通部民用航空局供應組技正、副組長、組長
交通部民用航空局飛航服務總台觀測員、預報員、主任氣象員
國立臺灣師範大學理學院地球科學系兼任副教授
私立中國文化大學地學研究所兼任副教授

專長：大氣動力學、中尺度氣象學、數值模擬、氣候學

著作：
普通氣象學(國立編譯館出版)
中尺度氣象學(國立編譯館主編、鼎文書局總經銷)
豪雨與豪雪之氣象學(國立編譯館與五南圖書出版公司合作出版)

第一章　地球暖化事證確鑿
1.1　我們擁有唯一之地球正在發生異變　3
1.1.1　由豐沛的水所覆蓋著的藍色地球是宇宙中的綠洲　3
1.2　地球已發生暖化現象無庸置疑　4
1.2.1　IPCC 報告結論認為地球暖化受人為因素產生　4
1.2.2　全球暖化原因追蹤　5
1.3　IPCC 與高爾共同獲得諾貝爾和平獎殊榮　7
1.3.1　推展地球暖化問題之活動受到肯定　7
1.3.2　高爾主演『不願面對的真相』影片拔得最佳賣座片　8
1.3.3　IPCC 的組織　8
1.4　全球年均溫急遽上昇　9
1.4.1　過去 100 年來全球平均氣溫上昇情形　9
1.4.2　邁入 21 世紀後，全球更加酷熱　10
1.4.3　我國近百年之年均溫變化情形　12
1.5　全球近百年海平面水位上昇情形　14
1.5.1　海平面水位上昇的嚴重後果　15
1.6　世界各地冰雪面積縮減與冰河後退　17
1.6.1　北半球冰雪面積減少趨勢　17
1.6.2　後退中的冰河　19
1.6.3 2010 年北極地區彼得曼冰川發生 50 年來最大冰川分裂事件　20
1.7　全球暖化與溫室氣體　21
1.7.1　依據數值模擬驗證全球暖化原因　23
1.8　人類面臨全球暖化衝擊危機　25
1.8.1　過去從沒有如此急速增溫現象　25
1.8.2　過去從沒有如此頻繁發生自然災難　26
1.8.3　科學家稱近期全球災難頻發與全球暖化有關　30
1.9　小結　32
參考文獻　33

第二章　地球暖化原因
2.1　地球氣溫與溫室氣體的關係　37
2.1.1　地球暖化的奧秘　38
2.1.2　溫室氣體濃度單位　39
2.1.3　溫室氣體濃度與過去 65 萬年的氣溫變化　39
2.1.4　全球溫室氣體濃度成長趨勢圖　40
2.2　二氧化碳與溫室氣體　43
2.3　各國碳排放量情形　45
2.3.1　二氧化碳在大氣中迅速累積　47
2.3.2　二氧化碳之循環　49
2.4　甲烷與溫室氣體　51
2.5　農業與氧化亞氮含量　54
2.5.1　近年大氣中氧化亞氮濃度迅速增加情形　56
2.6　氟利昂氣體與溫室氣體　57
2.6.1　臭氧層遭受破壞　59
2.6.2　蒙特婁議定書保護臭氧層　60
2.6.3　氟氯碳化物類　62
2.6.4　氫氟氯碳化物　62
2.6.5　氫氟碳化物類　63
2.6.6　全氟碳化物類　63
2.6.7　其他溫室氣體　64
2.7　溫室氣體輻射強度變化趨勢　64
2.8　對流層之臭氧與溫室氣體　65
2.8　全球二氧化碳濃度變化與預測　66
2.9　影響地球暖化的各種原因　68
2.9.1　大氣中懸浮微粒的影響　68
2.9.2　懸浮微粒的分布　69
2.9.3　火山噴發造成氣溫下降　70
2.9.4　太陽活動與地球升溫　71
2.9.5　變化趨勢與預測太陽黑子　73
2.9.6　影響地球暖化的各種因素及其影響力探討　75
2.10　地球暖化與世界人口趨勢　76
2.11　小結　79
參考文獻　80

第三章　全球暖化的趨勢與預測
3.1　地球未來的可能樣貌　83
3.1.1　繼續暖化情況下 21 世紀的地球樣貌　83
3.1.2　使用氣候預測模式預測地球暖化　83
3.2　預測地球未來的 6 種可能情境　86
3.3　21 世紀末地球氣溫預測　88
3.4　21 世紀末地球海面水位預測　90
3.5　主要陸地地區氣候變化預測　93
3.5.1　北半球高緯地區氣溫升溫明顯　93
3.5.2　全球熱浪更加嚴酷、頻率增加並成為長期持續狀態　94
3.5.3　預測世界各地都有異常大雨發生之可能性　96
3.5.4　世界各地降水型態發生改變　97
3.5.5　非洲亞熱帶地區氣溫逐步上升且趨於乾燥　99
3.5.6　歐洲中部及地中海沿岸有發生旱災的可能性　100
3.5.7　中亞、西藏高原及北亞地區明顯上昇　102
3.5.8　美洲地區的氣候變化預測　103
3.5.9　中南美氣候變化預測　104
3.5.10　紐澳地區氣候變化預測　105
3.6　南北極與島嶼地區變化預測　107
3.6.1　南北極氣溫上昇程度超過世界平均值　107
3.6.2　島嶼地區氣溫變化預測　108
3.7　小結　109
參考文獻　110

第四章　正在上演的危樣
4.1 雪災、熱浪、旱災與豪雨等異常氣象接踵發生　112
4.1.1　近年全球主要之自然災害　112
4.1.2　全球發生自然災害種類分析　117
4.2　世界超過 10 億人口因缺水而苦惱　120
4.2.1　近年各地乾燥化嚴重　121
4.2.2　氣候乾旱化造成飢荒人口激增　123
4.2.3　撒哈拉沙漠以南薩赫勒地區氣候變動劇烈　125
4.2.4　中國旱災頻仍沙漠化日益嚴重　126
4.2.5　中國沙塵暴更趨惡化　128
4.3　世界各地屢遭洪患　129
4.3.1　巴基斯坦近年洪災嚴重　130
4.3.2　英國近年遭遇嚴重洪患　131
4.3.3　澳洲近年頻遭洪災與異常風暴襲擊　132
4.3.4　印尼近年洪水不斷　133
4.3.5　中國近年之洪澇災害　135
4.3.6　日本土石流有增加深層崩壞的傾向　136
4.4　熱浪不斷破記錄　138
4.4.1　全球暖化與異常低溫現象　138　
4.4.2　歐洲熱浪頻發　140
4.4.3　其他各地亦屢傳熱浪　143
4.5　侵襲各地風災增強　145
4.5.1　地球暖化增強風災情形　145
4.5.2　全球近 20 年來的重大風災　147
4.6　山脈冰河後退　148
4.6.1　喜馬拉雅山脈之冰河嚴重後退　148
4.6.2　中國境內許多冰川急縮　150
4.6.3　阿爾卑斯山脈之冰河後退　151
4.6.4　阿爾卑斯山滑雪場面臨危機　152
4.7　極區冰床逐漸消失　153
4.7.1　北極暖化造成海面水位上昇　154
4.7.2　北極海的海冰逐漸減少　154
4.7.3　格陵蘭的冰川受暖化影響開始溶化　155
4.7.4　格陵蘭的冰川溶解成溪流　156
4.7.5　南極大陸也發現不尋常的改變　157
4.8　永凍土逐漸融化　158
4.8.1　西伯利亞的永凍土開始融化　159
4.8.2　阿拉斯加的永凍土也開始融化　159
4.9　熱帶雨林逐漸縮減　160
4.10　珊瑚礁島國恐被海面上昇淹沒　162
4.11　喪失多樣性物種　163
4.11.1　全球平均氣溫上昇與生態系的影響　164
4.11.2　極區喪失棲生地多種動物即將絕種　164
4.11.3　瀕臨絕種危機的熱帶雨林生物　165
4.11.4　野生生物樂園也有生物絕種的危機　167
4.12　暖化迫使海洋珊瑚礁消失　168
4.12.1　海面溫度若上昇 3℃所有珊瑚礁就全死光　169
4.12.2　近年珊瑚白化問題嚴重　170
4.12.3　海洋生態產生很大的變異　172
4.13　全球暖化危害人類健康　173
4.13.1　全球暖化對人類健康狀態造成負面影響　173
4.13.2　空氣中的懸浮微粒增加造成健康惡化　175
4.12.3　熱帶地區傳染疾病逐漸往溫帶地區擴散　176
4.14　小結　178
參考文獻　179

第五章　氣候變遷對臺灣之響
5.1　近百年來臺灣氣候變遷　183
5.1.1　臺灣四季明顯升溫　183
5.1.2　臺灣近年頻出現破紀錄高溫　185
5.1.3　近年升溫與降水關係　187
5.1.3　臺灣沿海海平面上升情形　190
5.2　氣候變遷對臺灣的衝擊　192
5.2.1　氣候變遷與颱風災害　192
5.2.2　水災、土石流等災變加劇　203
5.2.3　臺灣近年非澇即旱現象嚴重　206
5.2.4　水庫嚴重缺水　208
5.3　近年臺灣災損情形　211
5.4　氣候變遷對國民健康的影響　214
5.4.1　熱帶性病媒滋生疫區擴大　214
5.4.2　國際新生病毒入侵我國　219
5.5　小結　220
參考文獻　223

第六章　全球氣候變遷的防止與轉機
6.1　聯合國協議與氣候變遷　227
6.1.1　蒙特婁協定　227
6.1.2　京都議定書　229
6.1.3　後京都時代聯合國全球暖化對策　233
6.1.4　丹麥哥本哈根與墨西哥坎昆會議　235
6.1.5　哥本哈根會議待解決疑義　236
6.1.6　墨西哥坎昆氣候會議進展　236
6.2　碳足跡認證制度　238
6.3　京都議定書與碳交易機制　240
6.3.1　碳交易概念　240
6.3.2　各國實施碳交易現況　242
6.4　各國紛紛提倡低碳城市／社會　244
6.4.1　國際大都市爭相發展低碳城市／社會　245
6.4.2　英國低碳城市發展成功案例　246
6.4.3　其他歐洲開發成功低碳城市實例　247
6.4.4　我國推動低碳能源島現況　251
6.5　對抗地球暖化的新能源利用　252
6.5.1　自然能的利用　252
6.5.2　生質燃料的利用情形　258
6.5.3　再生能源的推展　263
6.5.4　歐美國家發展智能電網有效利用再生能源　264
6.6　綠能科技發展現況　266
6.7　各國實施低碳經濟／綠色經濟／藍色經濟概況　271
6.7.1　低碳經濟／綠色經濟發展概況　271
6.7.2　歐美各國實施低碳經濟／綠色經濟概況　273
6.7.3　中國實發展低碳經濟／綠色經濟概況　274
6.7.4　我國實施低碳經濟／綠色經濟概況　277
6.7.5　我國環保科技園區發展現況　279
6.8　藍色經濟發展概況　280
6.9　諾貝爾經濟獎得主歐斯壯解決氣候變遷觀點　283
6.10　氣候調適刻不容緩　289
6.10.1　近年聯合國所採取的重要氣候調適措施　290
6.10.2　中國陜西省為避免村民遭受地質災害將搬遷 279 萬人　291
6.10.3　永續發展與台灣氣候變遷調適政策　292
6.11　小結　297
參考文獻　300