全球氣候變遷

**氣候變遷**，又稱**氣候變化**，是指氣候在一段時間內的波動變化。一段時間也可以是指幾十年或幾百萬年，波動範圍可以是區域性或全球性的，及其平均氣象指數的變化。目前，對氣候變遷討論最多的是關於環境政策對當代氣候的影響，即人為因素對氣候的影響，特別是與全球暖化相關的問題。而對於當前的全球暖化，大多數氣候科學家認為「人類活動極有可能是導致近半個世紀的全球暖化現象的主要原因」。

## 原因

多種因素會對氣候變遷產生影響，例如太陽輻射、地球運行軌道變化、造山運動、溫室氣體排放等。因為一些間接影響氣候的因素，（如海洋溫度變化，冰山融化等），所以相較於直接影響氣候的因素，氣候變遷可能需要幾個世紀，甚至更長時間才能顯現。現代科學研究表明，在過去幾十年中，人類活動導致全球氣溫迅速上升。因此，人類應該儘量減少對氣候影響的活動並設法減輕已經造成的後果。在這方面，學術界已經達成共識，超過 97％的氣候科學家認為「全球暖化存在，且人類活動極有可能是導致全球暖化的主要原因」。

### 大陸漂移

經過幾百萬年，地球大陸板塊漂移，造成陸地和海洋位置和面積的變化，會影響全球大氣環流，從而產生全球或區域性的氣候變遷。

海洋的位置對全球的熱量和濕度的轉移有極其重要的作用，因此也對全球氣候起著決定性的作用。例如五百萬年前，巴拿馬地峽形成，截斷了太平洋和大西洋之間的聯繫，因此造成了墨西哥灣暖流，導致北半球產生冰蓋。 更早的石炭紀時期，大陸漂移造成大規模的碳被貯存起來，也因此引發的冰河時期的到來。 在超大陸盤古大陸時期，海陸狀態曾經造成「超級季風」產生。

地貌狀態也能影響氣候變遷，造山運動形成了山脈，山的存在會造成地形降水，由於隨著地勢增高，氣溫下降，水蒸汽凝結，這種降水是高山冰川形成的主要原因，也使山區形成在不同高度有不同的動物植物群落，形成高山生態系統。

大陸的面積也對氣候有重要作用，因為海洋熱容量大，可以穩定溫度變化，沿海的年氣溫變化要比內陸小，所以面積大的大陸季節性溫度變化要比面積小的陸地或島嶼大。

### 太陽輻射

太陽是地球最主要的外來能源，太陽活動不論長期或短期的變化，都能影響地球的氣候。

在地球古代時期，太陽輻射只相當現在的 70%，當時理論上地球不可能有液態水存在，但考古證明卻相反，在冥古宙 和太古宙 時期，是太陽年輕時期， 
這種現象可能是因為當時地球的大氣組成存在大量的溫室氣體， 經過 40 億年後，太陽輻射增強，地球的大氣組成也變化了，主要是氧的成分迅速增加，不過如果太陽依照恆星的成長規律繼續變化，輻射還會逐漸增加，還會對地球氣候產生影響，太陽最終會形成紅巨星，然後成為白矮星死亡，當太陽變成紅巨星時，可能地球已經會被太陽吞噬而消亡。

但太陽短期的輻射變化，如 11 年一個周期的黑子活動變化，和更長一些的 20 多年輻射變化周期，也對地球氣候有影響，11 年的周期變化會對平流層的氣溫產生約 1.5 °C 的影響，使高緯度更冷，低緯度更熱。可能是由於赤道附近輻射增強，造成將平流層熱風向對流層驅逐，根據從 1900 年到 1950 年氣溫變化的觀察，也許這種變化是引發小冰河時期出現的原因。

### 地球軌道變化

地球的軌道只要有輕微的變化，就會影響到太陽輻射在地球表面上的分布，雖然對地球的年平均接受輻射量影響不大，但對地區性和季節性的輻射量可能有很大影響，地球的軌道有三種變化：運行軌道的橢圓度、地軸傾角和地軸的進動。三種變化結合形成米蘭科維奇循環，是地球產生冰河時期和間冰時期的主要原因， 也是造成撒哈拉沙漠變遷， 和地層變遷的主要原因。

### 火山活動

火山活動是由於地球的地殼和地函之間新陳代謝運動造成的，火山噴發會向大氣噴出氣體和火山塵，也會形成溫泉。火山在歷史上每個世紀平均都會發生幾次噴發，都會影響幾年的氣候變遷，火山塵會阻斷太陽輻射，造成氣溫下降，1991 年的皮納圖博火山噴發 使得全球氣溫下降了大約 0.5 °C，1815 年坦博拉火山爆發，造成無夏之年。但相當大規模的火山噴發，每隔億年只出現幾次，但可能造成全球暖化和大規模的物種滅絕。

火山噴發還影響到碳循環，將地殼和地函中的碳以二氧化碳的形式釋放到大氣中，然後又沉積到地層中。

### 洋流變化

海洋是氣候系統的基礎組成部分，短期幾年或幾十年內的漲落變化，如聖嬰現象、太平洋、北大西洋、北冰洋的溫度漲落，比大氣溫度更能代表氣候變遷情況；從長期來說，海洋中的溫鹽環流是海洋深層的緩慢水流，對其中熱量的重新分布起到了決定性的作用。

定義： 
洋流又稱海流，海洋中除了由引潮力引起的潮汐運動外，海水沿一定途徑的大規模流動。引起海流運動的因素可以是風，也可以是熱鹽效應造成的海水密度分布的不均勻性。加上地轉偏向力的作用，便造成海水既有水平流動，又有鉛直流動。

由於海岸和海底的阻擋和摩擦作用，海流在近海岸和接近海底處的表現，和在開闊海洋上有很大的差別。

洋流是具有相對穩定的流速和流向的大規模的海水運動，是促成不同海區間水量、熱量和鹽量交換的主要原因，對於氣候狀況、海洋生物、海洋沉積、交通運輸方面，都有很大影響。

洋流是地球表面熱環境的主要調節者，巨大的系統促進了地球高低緯度地區的能量交換，與所經流經區域之間，也通過能力交換改版其環境特徵。

事例：
暖流舉例：灣流是世界上第一大海洋暖流，如聞名世界的墨西哥灣流。墨西哥灣流雖然有一部分來自墨西哥灣，但它的絕大部分來自加勒比海。當南、北赤道流在大西洋西部匯合之後，便進入加勒比海，通過尤卡坦海峽，其中的一小部分進墨西哥灣，再沿墨西哥海灣海岸流動，海流的絕大部分是急轉向東流去，從美國佛羅里達海峽進入大西洋。這支進入大西洋的灣流起先向北，然後很快轉向東北方向流去，橫跨大西洋，流向西北歐的外海，一直流進寒冷的北冰洋水域。它的厚度 200 米～500 米，流速 2.05 米 / 秒，輸送的水量 比黑潮大 1.5 倍。

灣流蘊含著巨大的熱量，它所散發的熱量，恐怕比全世界一年所用燃煤產生的熱量還要多。由於它的到來，英吉利海峽兩岸每 1 米長的土地享受著相當每年燃燒 6 萬噸煤所發出的溫暖。如果拿同緯度的加拿大東岸加以對照，判別更為明顯：大西洋彼岸的加拿大東部地區，年平均氣溫可低到 - 10℃，而同緯度的西北歐地區可高到 10℃。

寒流舉例：世界大洋東部有 5 大著名寒流：北太平洋的加里福尼亞寒流，南太平洋的秘魯寒流，北大西洋的加那利寒流，南大西洋的本格拉寒流，南印度洋的西澳寒流。它們分別從北、南半球高緯度海域向低緯度海域流動。另外，北大西洋的格陵蘭海流從北冰洋中挾帶出大量冰塊；拉布拉多海流在沿北美東岸南下途中，將大量冰山帶往紐芬蘭淺灘。

洋流的重要性:
1、將多個不同洋域的熱能傳送至不同洋區；
2、將多個不同洋域的養分傳送至不同的洋區；
3、將多個不同洋域含氧量不同的海水因洋流分布往不同洋區。

洋流對氣候的影響： 
總體來說，暖流增加溫度和濕度，寒流降低溫度和濕度。
對氣溫的影響洋流使低緯度的熱量向高緯度的熱量傳輸，特別是暖流的貢獻。對同緯度大陸兩岸氣溫的影響：暖流經過的大陸沿海氣溫高，寒流經過的大陸沿海氣溫低。

對降水和霧的影響暖流上空有熱量和水汽向上輸送，使得層結不穩定、空氣濕度增大而易產生降水。而寒流產生逆溫，層結穩定，水氣不易向上輸送，蒸發又弱，下層相對濕度又是雖很大，但只能成霧，不能成雨。寒流表面多平流霧，在以下幾種情況出現：海陸風霧：陸風在白天流到寒流表面而形成平流霧；海霧：在寒暖流交匯處，風自暖流表面吹至寒流表面而形成平流霧。

海洋運輸帶：
海洋運輸帶作為一個巨大的系統循環在全球並能改變全球的氣候。在北極，運輸帶變冷，下沉並和風一起提供動力讓它作為寒流循環在全球，又在印度洋和大西洋北部轉為暖流。如此往復，海洋運輸帶的動力才一直沒有間斷。現在，全球暖化的情況正在每況愈下，北極為運輸帶提供的動力正在逐步減弱，同時，全球氣候也將遭遇重創。

海洋運輸帶對於氣候的影響：
在運輸帶運作的同時，也帶動了空氣的運動。乾燥或濕潤的空氣以運輸帶為載體隨之運動併到達不同的地區，有時還能帶去大量的熱量。由此，會形成多種多樣的氣候現象，如海霧，颱風等。北極寒流提供的動力將冰水帶入海洋，調節了海洋的水溫。

### 人為因素

人類活動會影響環境，有時人類活動對氣候有著直接和不容質疑的影響，例如：灌溉就會改變當地的濕度，有時的影響則不那麽明顯。

其中人類對氣候影響最大的因素，是因為燃燒化石燃料，製造水泥，排放了大量的 CO2 和飄塵，此外還有土地利用、臭氧層破壞、畜牧業和農業活動 、森林砍伐等，都會對氣候有不同範圍的影響，並成為氣候變遷的因素。

## 氣候變遷的證據

氣候變遷的證據可以從各方面看出來，從 19 世紀中葉，就有全球大氣溫度變化的記錄，再早的情況雖然沒有直接的記錄，但可以依據氣候代理確定，如植被分布、積冰層的研究古樹的年輪、海平面變化、冰川地質學等。

### 考古學研究

從古代人類分布，農業生產的方式，考古的發現，口頭傳說和歷史文獻中，可以發現歷史上氣候變遷的情況，氣候變遷曾經造成多個文明的毀滅。

### 冰川

冰川能顯現出氣候變遷的明顯證據，當氣候變冷時，冰川範圍擴大，氣候變暖時冰川收縮。冰川的變化會將影響氣候的因素放大，同時也對自然造成影響。1970 年代，根據高空攝影，已經對全球的冰川情況完成詳細的記錄，記錄了覆蓋 240000 平方千米的大約 100000 個冰川，以前的估計全球冰川覆蓋面積應該是約 445000 平方千米，世界冰川監測所每年收集冰川萎縮和物質平衡的數據，根據數據證實，全世界冰川在 1920 年代和 1970 年代是處於擴大狀態，在 1940 年代曾經萎縮，從 1980 年代中期到現在又處於萎縮狀態。物質平衡數據顯示冰川物質已經連續 17 年處於消失狀態。

最重要的氣候變遷是上新世中晚期（約三百萬年前）的冰河期和間冰期循環，最近的一次間冰期（全新世）已經延續了約 11700 年。表現在陸地的冰蓋變化和海平面的漲落。

### 植被

植被的變化也反映了氣候的變遷情況，哪怕氣候微小的變化，如果造成溫度和降水增加，植物生長茂盛，會固定二氧化碳。如果氣候急劇變化，會導致植物死亡和土地沙漠化。

### 冰芯

對冰芯鑽探分析，例如對南極冰層的分析，可以發現大氣溫度和海平面的歷史變化情況，對封凍在冰層氣泡中的氣體研究，也可以發現歷史大氣的二氧化碳含量變化情況，對研究古代和現代大氣狀態的區別提供了非常有價值的信息。

### 年輪氣候學

年輪氣候學是根據樹的年輪研究古代氣候變遷的學科，寬的年輪證明當時氣候濕潤，適合植物生長，窄的年輪證明當時氣候條件不好，不利於植物生長。

### 孢粉分析

孢粉學是研究當代和化石植物孢子和花粉的學科，根據孢粉化石可以分析古代植物種類的分布情況，不同種類的植物花粉形狀、結構、表面狀態都不同，花粉表面含有彈性物質，可以抵禦腐蝕，在河流、湖泊、沼澤等不同時代的沉積層中發現的花粉化石，可以確定植物分布的變化情況，由此推測當地的氣候條件變化。

### 昆蟲

在不同時期沉積物中經常發現昆蟲的化石，研究昆蟲種類的變化也可以推測當時氣候條件的變化。

### 海平面變化

用檢潮儀可以檢測海平面的變化情況，現在常用高度計和人造衛星軌道結合測量海平面的變化，海平面的漲落是大氣溫度變化和冰川融化造成的。

## 參考文獻

### 引用

### 來源

**期刊文章**

* 「氣候變遷與歐美政策回應」專題緒論，洪德欽，《歐美研究 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）》第 43 卷第 1 期，2013 年 3 月，中央研究院歐美研究所，pdf （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）（繁體中文）

## 外部連結

* 英國政府氣象局關於氣候變遷 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）（英文）
* 美國 NASA 關於氣候變遷 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* 北大西洋洋流變化 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* 政府間應對氣候變遷小組 (IPCC) （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* 臺大風險政策中心：氣候變遷能源轉型. （原始内容存档于 2015-09-06） （中文（臺灣））.
* 聯合國大學關於氣候變遷
* 氣候變遷對珊瑚礁的影響