生活防災－全球氣候變遷及其影響

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通識課程

生活防災

全球氣候變遷及其影響

全球氣候變遷及其影響

第七週 主講老師：吳明淏教授 1

導論 氣候的定義 氣候變遷與全球暖化 熱島效應與聖嬰現象 氣候變遷帶來的影響 氣候變遷帶來的影響 防災調適策略 防災調適策略 2

全球氣候變遷及其影響

生活防災

導論

導論

天有不測風雲

天有不測風雲

• 氣候也跟天氣一樣變幻莫測，只是 變化速率與天氣相比，緩慢且不易 察覺 察覺 • 20世紀五、六十年代的科學警告我20世紀五 六十年代的科學警告我 們：人類造成的大氣污染使氣候逐 學 漸變冷；八、九十年代之後的科學 家則警告：若不控制溫室氣體排放 家則警告：若不控制溫室氣體排放 量，地球將持續發燒 5

未來

未來…

這 切

這一切…

是自然變化或人為影響？ 是自然變化或人為影響？

全球氣候變遷及其影響

生活防災

氣候的定義

氣候的定義

著名氣候學家A S Monin： 著名氣候學家A. S. Monin： 氣候 Climate

_{「在長達數十}

年期間 大氣

年期間，大氣

海洋 陸地系

-海洋-陸地系

統狀態的統計

統狀態的統計

系集」

12

統計系集 統計系集 氣候變化是許多隨機過程所組成的 • 氣候變化是許多隨機過程所組成的， 無法以數學函數準確地描述它在任 無法以數學函數準確地描述它在任 何時刻的確切狀態；但它具某些可； 以被偵測到的統計特性

春、夏、秋、冬

春

夏

秋

冬

13

數十年 世 氣象組織 • 世界氣象組織( World Meteorology Organization Meteorology Organization， WMO )則將計算氣候特性的系集平 WMO )則將計算氣候特性的系集平 均時間長度定義為30年 • 因此，世界各國氣象單位每隔30年 就必須公佈當地氣候的統計量 14

大氣-海洋-陸地系統 • 氣候變化的表徵皆呈現在大氣變數 (如溫度、降水、風...等)上，它實 際上是上述三大氣候分量交互作用 際上是上述三大氣候分量交互作用 產生的結果 產生的結果 15

五大氣候分量： 大氣 水 冰雪 岩石 生物圈 太空 太陽輻射的變動 大氣、水、冰雪、岩石、生物圈 太空 大氣 地球輻射 雲 大氣生物圈陸_{地之間的交互} 作用 H O N O CO O 等 _作用 H₂O, N₂, O₂, CO₂, O₃等 氣溶膠 生物圈 風應力 蒸發降水 熱交換 冰雪 大氣冰雪 交互作用 海洋冰雪 交互作用 大氣海洋交互作用 海洋 冰雪 大氣成份的變動 交互作用 地形、山岳、植物、 反照率等的變化 16

第七週-全球氣候變遷及其影響 生活防災

氣候變遷與

氣候變遷與

全球暖化

全球暖化

17

氣候變遷的特性 多重時間尺度

氣候變遷的特性—多重時間尺度

冰河期 間冰期 冰河期 間冰期 百萬 年 18

實線：各年代氣溫與二十世紀初期氣

溫(虛線)的差值

溫(虛線)的差值

a. 過 b. 過 c. 過過 去 過 去 過 去 百 萬 去 一 萬 一 千萬 年 萬 年 千 年年_年 年

虛線：二十世紀初期氣溫

19

氣候變遷

氣候變遷

• 過去一萬年， 地球氣候經歷了

4次

中世紀暖期 小冰河時期：

4次

河 期 15~19世紀初 暖期 冷暖變化 20

• 近100年來 –19世紀末至1940年： 溫度上升 溫度上升 19 0 19 0年 1940 1980 –1950~1970年： 溫度下降 1940‧ ‧1980 溫度下降 1980年至今 –1980年至今： 持續上升 持續上升 21

全球暖化

氣候變遷的成因

• 自然因素 • 自然因素 火山噴發 火山噴發 太陽輻射 洋流運動 • 人為因素 工業生產 工業生產 汽 機車排放 汽、機車排放 23

溫室效應(Greenhouse effect)

(

)

太陽 一些太陽輻 射被地球及 射被地球及 大氣反射 大氣 地球 約一半太陽輻射被地表吸 收 使地表保持溫暖 收，使地表保持溫暖 圖片來源：政府間氣候變遷小組第1工作組第4次評估報告24

溫室氣體

溫室氣體(Greenhouse gas GHG)： 溫室氣體(Greenhouse gas, GHG)： 二氧化碳、甲烷、氧化亞氮、氫氟碳 化物、全氟化碳、六氟化硫 溫室氣體排放來源 溫室氣體排放來源： 燃燒化石燃料 燃燒化石燃料 工業產品製造 工業產品製造 火山活動 呼吸作用 25

溫室效應的形成(影片)

溫室效應的形成(影片)

1:23

影片來源: 暖化戰爭首部曲 Youtube

溫室效應

• 大氣溫度上升，會影響水循環的 • 大氣溫度上升，會影響水循環的 速度 若溫度上升1.5~4.5oC，則水循 環速度將加快 環速度將加快5~10% 地球海陸分布不均及地形差異 地球海陸分布不均及地形差異， 各地降水時間及分布也隨之改變 各地降水時間及分布也隨之改變 27

溫室效應

18世紀中葉的工業革命 18世紀中葉的工業革命 改善生活水準 人口大幅成長 大量消耗化石燃料 大量消耗化石燃料 能源耗竭 排放二氧化碳 能源耗竭 排放二氧化碳 溫室效應、氣候暖化 海平面上升 極端氣候 海平面上升 極端氣候 28

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熱島效應與

熱島效應與

聖嬰現象

聖嬰現象

29

都市熱島效應

• 開發土地和興建建築物，綠地減 • 開發土地和興建建築物，綠地減 少，熱氣無法藉足夠的水氣消散 • 使用大量車輛與機械產生熱污染 都市溫度增高 都市溫度增高 暖化趨勢 暖化趨勢 都市區：每一百年1.12oC (非都市區 每 百年0 63 C) (非都市區：每一百年0.63oC) 30

都市熱島效應 因應對策

都市熱島效應—因應對策

• 擴大綠地規模 • 擴大綠地規模 例：設立大規模綠帶 例：設立大規模綠帶 植樹園道、公園等 31

聖嬰現象

在南美洲秘魯和厄瓜多爾 風小 海溫高 魚少 海溫高 每隔數年發生在赤道東太平洋海水 每隔數年發生在赤道東太平洋海水 異常增溫，通稱為「聖嬰」 32

正常狀況 正常狀況

聖嬰現象 聖嬰現象

當太平洋赤道 當太平洋赤道： 海溫變化東高西 • 海溫變化東高西 低；氣壓場西高 低；氣壓場西高 東低：聖嬰期 • 海溫變化東低西 高；氣壓場西低 高；氣壓場西低 東高：非聖嬰期 東高：非聖嬰期 影響全球氣候 35

聖嬰現象的影響

秘魯陸上 • 秘魯陸上： 原本環境惡劣的沿海沙漠Æ長滿了綠 –原本環境惡劣的沿海沙漠Æ長滿了綠 色植物 色植物 –湖泊取代了乾旱的沙地 –平常無法生長的棉花、香蕉樹、椰子 樹出現 樹出現 秘魯海洋生態： • 秘魯海洋生態： –海洋中浮游生物、魚、海鳥大量減少 –海洋中浮游生物 魚 海鳥大量減少 36

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氣候變遷帶

氣候變遷帶

來的影響

來的影響

37

氣候變遷與全球暖化

全球暖化加速冰山溶解 海平面上升 • 全球暖化加速冰山溶解，海平面上升 • 中緯度地區 許多農地將變沙漠 • 中緯度地區，許多農地將變沙漠 • 災害性天氣災害性天氣發生頻率和強度將改變發生頻率和強度將改變 • 新細菌造成疾病傳染，地球生態環保 改變，影響人類健康 38

海平面上升

海冰覆蓋面積減少

(Image courtesy of the National Snow and

極端天氣

極端天氣

2007年，這個地球 2007年，這個地球… • 亞洲、英國等遭遇罕見暴雨和洪水亞洲 英國等遭遇罕見暴雨和洪水 • 馬爾地夫受巨浪和洪水侵襲 • 阿拉伯海有史以來第一個颶風登陸 • 東南歐洲出現持續超過40oC的高溫 南美洲智利和阿根廷遭遇嚴寒和暴 • 南美洲智利和阿根廷遭遇嚴寒和暴 風雪 風雪 41

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氣候變遷—

氣候變遷

臺灣觀點

臺灣觀點

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氣候變遷 臺灣觀點(1/7)

氣候變遷—臺灣觀點(1/7)

1911-2001年七個測站全年平均溫度 1.42 1 5 2 1911 2001年七個測站全年平均溫度 平均值：18.04度 0.48 0 33 0.46 0.43 0 31 0.55 _0.46 0 36_{0 31 0 31} 0.67 0.47 0 34 0.53 0.56 0 33 0.65 0.45 0.52 0.71 0.59 0.88 0 390.50 0.66 0.74 0.82 0 5 1 1.5 度 ) 標準差：0.673度 0 22 0.15 -0.02 0.04 0 17-0.12 0.18 0.05 0.33 0 19-0.11 0.15 0.20 -0.09 0.00 0.31 -0.07 0.04 -0.06 0.13 0.36 _0.31 -0.06 _{-0 13} 0.31 _0.23 -0.11 0.03 0.15 -0 13 0.01 0.17 0.34 -0.02 0.25 _{0.22 0.26 0.18} 0.33 -0 14 0.08 -0.11 0.29 0.20 0.21 0.39 0 0.5 平 值( 度 -0.57 -0.44 -0.51 -0.22 -0.39 -0.93 -0.42 -0.43 -0.57 -0.31 -0.60 -0.47 -0.90 -0.63 -0.74 -0.31 -0.43 -0.60 -0.17 -0.64 0.12 -0.40 -0.47 -0.29 -0.19 0.11 -0.55 -0.41 0.13 0.11 -0.40 0.13 0.14 0.11 -1 -0.5 距 平 -1.30 -2 -1.5 1910 1915 1920 1925 1930 1935 1940 1945 1950 1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 年份 43

氣候變遷 臺灣觀點(2/7)

氣候變遷—臺灣觀點(2/7)

1911 2002年七個測站12 2月月平均溫度 3.5 1911-2002年七個測站12-2月月平均溫度 平均值 18 04度 0 93 1.42 _1.38 1 03 1.16 1.08 _{0 90} 1.43 1.51 1.66 0 99 1.5 2.5 平均值：18.04度 標準差：0.673度 0.18 0.75 0 06 0.14 0.14 0.38 0.18 0.14 0.10 0.09 0.69 0.10 0.52 0 07 0.08 0.93 0.70 0.37 0.68 -0 03 0.00 0.51 0.77 _0.48 0 07 0 09 0.50 0.78 0 07 0.26 0 17 1.03 0 17 0.81 0.44 1.08 -0 02 0.06 -0.01 0.43 0.87 0.18 0.66 0.87 0.09 0.90 0.88 0.68 0.00 0.08 0.28 0.99 0 5 0.5 值 (度 ) -0.37 -0.41 -0.06 -1.36 -0.88 -0.86 -1.36 -0.67 -0.68 -0.96 -0.52 -1.31 -0.52 -0.07 -0.53 -0.74 -1.49 0.03 -0.33 -0.07 -0.18 -0.54 -0.58 -0.09 -0.52 -0.42 -0.07 -0.17 -0.38 _-0.42 -0.17 -0.94 -0.31 -0.45 0.02 -0.32 -0.25 -1.25 0.01 -1.13 -1.5 -0.5 距平 值 -2.80 -1.92 -2.24 -3.5 -2.5 1910 1915 1920 1925 1930 1935 1940 1945 1950 1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 年份 44

氣候變遷 臺灣觀點(3/7)

氣候變遷—臺灣觀點(3/7)

1.5 1911-2002年七個測站6-8月月均溫 0 670 68 1.12 0.79 0.91 0 67 0.85 0.79 0.88 1.04 0.92 0.78 1.0 平均值：27.85度 標準差：0.485度 0 08 0.14 0.32 0.22 0.64 0.67 0.68 0.28 0.23 0.34 0.55 0 09 0.24 0.47 0.39 0.64 0.28 0.57 0 08 0.24 0.28 0.57 0.67 0.36 _0.32 0.47 0.32 0.26 0.33 0.5 (度 ) 0.08 -0.26 0.00 -0.19 0.05 -0.15 -0.04 0.02 -0.22 -0.11 -0.07 -0.12 -0.24 0.06 0.09 -0.19 -0.08 -0.08 0.01 -0 30 -0.22 -0.14 0.01 -0.09 0.01 0.08 -0.17 -0.22 -0.10 0.0 距平值 -0.39 -0.62 -0.39 -0.68 -0.71 -0.71 -0.70 -0.49 -0.48 -0.69 -0.83 -0.39 -0.65 -0.52 -0.57 _-0.59 -0.49 -0.37 -0.67 -0.40 -0.78 -0.46 -0.82 -0.55 -0.68 -0.55 -0.35 -0.50 -0.30 1 0 -0.5 -1.0 1910 1915 1920 1925 1930 1935 1940 1945 1950 1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 年份 45

氣候變遷 臺灣觀點(4/7)

氣候變遷—臺灣觀點(4/7)

• 年平均氣溫年平均氣溫

Annual Mean Temperature

25 26 24 e C 臺南 22 23 de gr e Taipei Tainan 20 21 臺北 20 1890 1910 1930 1950 1970 1990 2010 year 46

氣候變遷 臺灣觀點(5/7)

Annual Precipitation

氣候變遷—臺灣觀點(5/7)

• 年雨量 _{Annual Precipitation} 4500 3500 4000 2500 3000 e gr e e C Tanshui 恆春 1500 2000 d e Hengchun 500 1000 淡水 1890 1910 1930 1950 1970 1990 2010 year 淡水 47

氣候變遷 臺灣觀點(6/7)

氣候變遷—臺灣觀點(6/7)

每年侵臺颱風次數

每年侵臺颱風次數(1897-1998)

氣候變遷—臺灣觀點(7/7)

(

)

‹台灣的重大災害-2009莫拉克風災 ( 2800mm累積降雨 ( 49

全球氣候變遷(影片)

全球氣候變遷(影片)

1 0

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影片來源: 暖化戰爭首部曲 Youtube 50

全球氣候變遷及其影響

生活防災

臭氧層破洞

臭氧層破洞

臭氧

臭氧

臭氧 臭氧(Ozone, O₃)： • 具刺激性氣味，略帶有淡藍色的氣體 • 具刺激性氣味，略帶有淡藍色的氣體 • 可吸收太陽光中大部份的紫外線吸收太陽光中大 的紫外線 • 具強大的氧化力，殺菌、解毒、脫臭、 漂白等多項功效 漂白等多項功效。 52

大氣層分層

大氣層分層

增溫層 高 中氣層 高 度 (km) 99%紫外線 平流層 臭氧層 99%紫外線 被吸收！ 對流層 被吸收！ 溫度 (o_C) 53

臭氧層破洞

臭氧層破洞

臭氧 洞 臭氧層破洞： 自1970年代開始，科學家發現：南半球每 自1970年代開始，科學家發現：南半球每 逢春季，南極上空臭氧層顯著減少。 並非指地球大氣層真的破洞，而是臭氧濃 度變得非常稀薄 從外太空看起來像破洞。 度變得非常稀薄，從外太空看起來像破洞。 54

臭氧層破洞的影響

臭氧層破洞的影響

臭氧洞 使穿越大氣 的紫外線增加 臭氧洞：使穿越大氣層的紫外線增加 • 臭氧減少10%，紫外線可能增加20%， • 臭氧減少10%，紫外線可能增加20%， 皮膚癌患者增加30% • 白內障罹患率增加 免疫系統受到抑制 • 免疫系統受到抑制 • 產生光化學煙霧，造成空氣污染 • 產生光化學煙霧，造成空氣污染 56

臭氧層破洞成因

臭氧層破洞成因

1931年美國杜邦公司首先發展出來 1931年美國杜邦公司首先發展出來 ‡化學性質非常安定不易分解 ‡分子結構簡單容易製造 性 火性佳 ‡耐熱性和耐火性佳 ‡容易氣化

CFCs

‡容易氣化 ‡冷凍空調的使用

C Cs

冷凍 調的使用 ‡噴霧推進劑、發泡劑 57

臭氧層破洞成因

臭氧層破洞成因

大氣化學家指出 氟氯碳化物 簡稱 ‹大氣化學家指出，氟氯碳化物(簡稱CFCs) 是造成臭氧層臭氧含量減少的最大禍首。 是造成臭氧層臭氧含量減少的最大禍首 氟氯碳化物是人造的化學物質 ‹CFCs化學性質十分穩定，於低空對流層 中不易分解 中不易分解 ‹CFCs上升至平流時，受紫外線照射會分 解產生氯原子而易與臭氧作用消耗臭氧 58

臭氧層破很大(影片)

臭氧層破很大(影片)

03:48 03:48

因應策略—國際條約

因應策略 國際條約

年 蒙 婁 壞臭氧物 管制草約 1987年，蒙特婁破壞臭氧物質管制草約 1992年，巴西地球高峰會議抑制溫室氣體 1992年，巴西地球高峰會議抑制溫室氣體 排放。 1995年全面禁止使用CFCs，共同挽救臭 氧層。 氧層。 我國由於政府及產業的共同努力，自1996 我國由於政府及產業的共同努力 自1996 年開始，已成功地將CFCs列管物質消費量 降為零 降為零。 60

因應策略 替代品

因應策略—替代品

噴 推進劑 烷 液化 油氣 醇 噴霧推進劑：丁烷、液化石油氣、異丙醇 冷媒和發泡劑：CFC123，CFC134a(影響較 冷媒和發泡劑：CFC123，CFC134a(影響較 輕微) 61

因應策略 替代品

購 使 替代 為冷媒的汽車 冰

因應策略—替代品

(1) 購買使用CFCs替代品為冷媒的汽車、冰 箱和冷凍空調設備 箱和冷凍空調設備 (2) 避免使用聚苯、乙烯泡沫膠製品，包括 泡沫填充劑和冷藏箱。 (3) 汽車空調補充冷媒時 應要求維修廠服 (3) 汽車空調補充冷媒時，應要求維修廠服 務人員，先將存留在冷氣系統中之CFC 冷媒回收或回用，以減少CFC使用/排放 量。 量。 62

全球氣候變遷及其影響

生活防災

防災調適策略

防災調適策略

防災調適策略

一、水資源管理 二 沿海地區土地管理 二、沿海地區土地管理 三、二氧化碳排放量的管制或減量 三、二氧化碳排放量的管制或減量 能源政策、產業政策、交通政策、 能源政策 產業政策 交通政策 能源法令、環境法令、財經法令 雖然我國並非聯合國會員，但改善地球 環境人人有責！共勉之！ 環境人人有責！共勉之！ 64

減少二氧化碳排放

隨身攜帶環保筷 食 避免購買過 _{樂 衣 選購材質天} 然之衣料 避免購買過 度包裝產品 Title 然之衣料 度包裝產品 住 育 _隨手關燈 減排觀念 宣導與示範 _行 搭乘大 運輸 宣導與示範 搭乘大眾運輸工具 ₆₅

溫室氣體暨節能減碳(影片) 溫室氣體暨節能減碳(影片) 04:46

問題與討論

問題與討論

Q1-全球暖化對於臺灣的環境，可能帶 來哪些衝擊？ 來哪些衝擊？ Q2-目前氣候的暖化，是氣候變遷的一 Q 次起伏，抑或是人類活動所造成？請 找尋資料佐證你的論點 找尋資料佐證你的論點 67

e‐mail: wuminhao@nuk edu tw e‐mail: [email protected]