氣候變遷素養

一、 素養之內涵

「素養」(literacy)的傳統定義是指基本的書寫和閱讀之能力，或利用某種語 言來聽、說、讀、寫之能力。隨後，聯合國科教文組織(United Nation Education Scientific and Cultural Organization, UNESCO)將「素養」定義為：在日常生活中 能辨認、瞭解、解釋、創造、傳達、推斷和讀寫出一段簡單陳述之能力(Marcinkowski, 1988)。因此，能夠幫助個人藉由各種形式的語言，如聽、說、讀、寫等四方面 與他人從事有效的互動，即稱此人具備基本的素養。隨著社會的演變，素養的範

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疇與個人為適應社會所需具備的基本素養也有所不同，如科學素養、資訊素養、

公民素養及政治素養等紛紛出現在專業或日常的討論之中（靳知勤，2002）。

二、 氣候素養

氣候素養是指個人能了解人類對氣候系統的影響，以及氣候系統如何影響人 類及社會的運作，並說明具有氣候素養的公民將有助於提升生活的品質，其內涵 應包含了解基本的地球氣候系統、知道如何判斷氣候資訊、能與人討論解決氣候 變遷的方法以及做出能明智且理性、負責任的行為(NOAA, 2009)。一個有氣候素 養的人應了解地球氣候系統的基礎原則，以及能夠意識到環境、氣候、人類三個 層面之間的關係，並且有能力評估氣候相關資訊的有效性，因而能做出正確及負 責任的決策，不採取會導致氣候異常的行為(NOAA, 2009)。

美國海洋暨大氣總署(National Oceanic and Atmospheric Administration, NOAA)與美國科學促進會(The American Association for the Advancement of Science, AAAS)認為瞭解氣候系統，可以讓我們減少造成氣候變遷衝擊的行為。

為幫助一般民眾瞭解氣候變遷及其影響，讓民眾可以在生活中採取預防措施，以 降低脆弱度，NOAA 及 AAAS 於 2009 年發展「氣候素養-氣候科學的基礎原則，

個人與社區的指南」，這份氣候素養定義了個人與社會大眾應了解的地球氣候系 統七大基本原則：

(一) 太陽是地球氣候系統的初始能量來源

大陽光可讓地球的陸地、海洋和大氣層變熱，不分陽光藉由地球表面、

雲或冰反射回太空，大部分的陽光到達地球時被吸收與提供熱能保持溫暖，

當地球反射同等被吸收的能源，其能量循環是平衡的，平均溫度也是穩定的；

傾斜的地軸與環繞太陽的軌道有關，這些變化造成一年中的季節週期與相關 的溫度變化。溫室效應是一種自然現象，是大氣中的溫室氣體，主要是水氣，

使地球表面保持溫暖，人類活動使用化石燃料，且改變土地覆蓋型態，因而 強化自然的溫室效應。太陽能輸出的顯著增加或減少，會造成地球溫度趨向 溫暖或涼爽(NOAA, 2009)。

(二) 氣候深受地球系統各組成複雜互動關係的影響

地球氣候受太陽、海洋、大氣、雲、冰、陸地和生命之間的交互作用影 響。由於不同地方的交互作用，使氣候呈現多樣化。例如：海洋在地球有超 過70%的地表覆蓋率，在氣候上有極高的影響力，控制著地球能量和水循環；

海洋也能吸收大量的太陽能，熱和水蒸氣在地球範圍內被重新分配，海洋環 流運動或從極地融化的大量淡水可能會對地方或全球造成氣候突然變化。懸 浮粒子也會影響地球能量的平衡，阻礙陽光照射使地球變冷，也會將地球的 能量保存於大氣層之中，造成暖化。自然與人類的活動，包含火山運動、海 水氣泡、森林火災等所產生的固體或氣體微粒，也會累積在大氣層中，地球

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氣系統是複雜且相互關聯的，部分的變化可以改變整理地球氣候的平衡。

(三) 地球上的生命塑造於氣候，同時仰賴也影響著氣候

生命包含微生物、植物、動物和人類，主宰了全球碳循環與藉由緩和大 氣中的化學物質已影響全球氣候。個體生存在特定的溫度、降水、濕度和陽 光的範圍內，如生物暴露在正常的氣候條件範圍外，則必須選擇適應或遷移，

否則生物將會死亡。由一系列的自然紀錄顯示，地球的氣候歷史在過去一萬 年中，有段非常穩定的時期。現代人類社會發展皆在這段時間內，如果氣候 變遷顯著，我們依賴的農業、經濟和運輸系統會是非常脆弱的(NOAA, 2009)。

(四) 不同時間與空間的自然與人類現象皆會影響氣候

氣候不是天氣，天氣是一範圍內大氣層每分鐘的變化，氣候是對一地區 平均氣候條件和範圍的概念性描述，以及在這些條件中隨著長時間的變化。

氣候變遷是在一地區的平均或極端氣候條件有顯著的且有持續性的變化。

根據樹木年輪跡象，其他自然紀錄與科學家在世界各地的觀察，地球平 均溫度比過去1300 年來溫暖許多，尤其在北極地區，近 50 年來的平均氣溫 明顯增加。自然過程導致地球長期的氣候多樣化，無法解釋近幾十年觀察到 的快速氣候變遷。根據現有證據唯一的解釋是，人類活動的衝擊造成氣候變 遷的重大影響，未來氣候改變速度，將比以往歷史所記載的變化更為快速 (NOAA, 2009)。

(五) 透過觀測、理論研究及模擬，我們能更理解氣候系統

地球氣候系統的組成與過程受世界的物理定律影響，因此氣候系統的變 化可藉由系統性的研究來瞭解和預測。環境觀察是瞭解氣候系統的基礎，從 大洋底部到太陽的表面、氣象觀測站的儀器、浮標、衛星，以及其他蒐集氣 候資訊的平台。為瞭解過去的氣候，科學家利用自然紀錄，例如樹木年輪、

冰芯和沉積層；歷史觀察，例如當地知識與個人日誌，以及過去氣候變遷的 文件。所以科學家能夠預測幾個月、幾年、幾十年甚至未來的氣候模式，人 類亦能依賴氣候預測來協助評估潛在的氣候變遷衝擊，並能決定如何行動 (NOAA, 2009)。

(六) 人類活動衝擊著氣候系統

氣候的科學研究指出，20 世紀後全球大部分地區的平均溫度上升，很 可能是因為人類活動，主要是燃燒化石燃料致使溫室氣體的濃度增加。大氣 層中的溫室氣體增加主要是工業革命以來，社會高度依賴燃燒化石燃料生成 的能源，如煤、石油及天然氣，這些氣體留在大氣層，其氣候暖化影響估計

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將會持續到下個世紀。因人類活動將低環境的生產力，造成許多物理與生物 系統的改變，例如生物多樣性、生態多樣性的破壞等(NOAA, 2009)。

(七) 氣候變遷將對地球系統與人類生命造成重大後果

1. 沿海與海洋方面：冰原和冰川融化，加上海水溫度升高使海水熱膨脹，

造成海平面上升；海水開始進入低窪地區與汙染沿岸淡水資源，並開 始淹沒沿海設施和群島：海平面上升擴大了災害損失的風險，例如房 屋和建築物受到風暴、颶風等威脅。由於吸收大氣中的二氧化碳，海 洋中的化學物質被改變，二氧化碳含量增加，使海水酸度提高，威脅 造殼物種與牠們的食物網。

2. 淡水資源方面：氣候扮演著全球淡水資源分布的重要角色，降水型態 和不斷改變的溫度將改變淡水資源的分配與供應，可用水與作物都會 減少。由於全球暖化，提供人類使用的水正在減少，例如冬季積雪與 山地冰川。

3. 氣候規律方面：極端天氣事件的增加被預測是氣候變遷的影響。許多 地方會遇到熱浪的次數變多或嚴寒的數次降低，降水越來越少，但許 多地區或是乾旱地區會增加或更嚴重，平均降水量也會減少。

4. 生態系方面：土地與海洋已受到氣候變遷的干擾，動物、植物、細菌 和病毒也將遷移到有利於生長的氣候條件區域；傳染病與某些物種也 能夠入侵牠們以前沒有居住過的地方。

5. 人類生存方面：人類的健康和死亡率將會在特定區域受到不同程度的 影響。雖然與寒冷有關的死亡人數預計會減少，但其他風險可能會上 升。例如瘧疾、登革熱和病媒傳染病等跟氣候有關的傳染性疾病將會 增加；亢旱作物產量下降，空氣和水的品質下降，沿海和低窪地區增 加的災害將成為不健康的生存條件之一，特別是脆弱度高的族群受影 響最大(NOAA, 2009)。

美國國家科學教師協會(National Science Teachers Association, NSTA)與環境 素養協會(The Environmental Literacy Council, ELC)認為教師須有完整的氣候變 遷背景知識才能教導學生，亦發展「全球氣候變遷：環境素養的資源」，此份文 件協助教師能有效學習地球能量平衡與氣候變遷相關內涵。以科學角度說明氣候 變遷的原因與科學知識，內容共分為五大主題：

(一) 天氣與氣候的區別

天氣是大氣層在某一特定地點和時間，其所測量到的風力、溫度、濕度、

大氣壓力、雲量及降水，天氣同時也是描述了大氣層短期內的狀態。氣候則 是某一特定區域的天氣狀態，時間周期大約是30 年，氣候包含降水量、溫

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度、濕度、風速、霧、霜與雹等因子(NSTA, 2007)。

(二) 地球如何獲熱與散熱

太陽輻射主要是指可見光和紅外線，紅外線能源通常被認定為熱能，地 球是一個熱能發射與接收器，利用輻射來讓地球加熱，也可將熱輻射回太空。

太陽的能量來自於內部的核融合反應，太陽的表面活動（太陽黑子）很活躍，

會有出現與消失的循環，大約是11 年為一個週期，有證據顯示太陽活動與 太陽黑子有關。部分科學家指出太陽輻射循環週期大約是1500 年一次，此 週期會造成氣候暖化或小冰期，一些科學家認為此週期循環勝於因人類活動 而導致的地球暖化(NSTA, 2007)。

(三) 地球氣候改變的原因

地球氣候系統的自然干擾機制有火山爆發、太陽黑子活動、太陽輻射輛 改變、地形波動等因素，但是對大氣層的運作並無回饋作用。將地球大氣層

地球氣候系統的自然干擾機制有火山爆發、太陽黑子活動、太陽輻射輛 改變、地形波動等因素，但是對大氣層的運作並無回饋作用。將地球大氣層