全球温度变化趋势

全球溫度變化趨勢 (資料：IPCC 2001)

Sustainable Development Laboratory

氣候變遷綱要公約中定義之氣候變遷，是指因人為活動造成大氣組成改變，進而造成氣候變遷。在前兩周的課程中曾經提到，大氣氣體會吸收太陽短波與地球長波輻射而影響地球之能量平衡，溫室氣體對長波輻射影響顯著。自工業革命以來，大量溫室氣體被排放進入大氣中，增加大氣溫室氣體濃度，進而加強溫室效應，及更多能量被保留在地球系統，而使溫度上升，而此種現象則為全球尺度之問題，稱之為全球暖化，所以人類的活動與氣候實為息息相關呀！

一、 前 言

大氣與水文系統

Atmospheric and Hydrologic Systems

Atmospheric and Hydrologic Systems

第三週：氣候系統概述(三)&

氣候模式(一)

by 吳明進

溫度與CO 2濃度關係 (資料：USEPA)

本週首先針對第一章的最後一1.7 人類活動與氣候變化，進行說明，本周課程將介紹溫室效應氣体和氣溶膠以及溫室氣体的增加之氣候效應。同時亦針對第一章的部分進行一個總結。接下來將進入第二章的部分「氣候模式」。 本週將有以下幾的重點 1.7人類活動與氣候變化 2.1 大氣環流模式

2.2 使用大氣環流模式模擬氣候

二、 教學目標

第三週：氣候系統概述(三)

The Climate System

Sustainable Development Laboratory

Atmospheric and Hydrologic Systems

三、 教學內容綱要

1.7人類活動與氣候變化

從歷史資料分析可見，地球溫度與溫室氣體之相關性，過去16萬年前以來，溫度與二氧化碳濃度間之關係，當溫度高時CO 2濃度就高，當溫度低時CO 2濃度就低，相同正相關性亦可見於其他溫室氣體。近200多年來CO 2與CH 4濃度急速上升，而根據針對溫度資料進行分析，以1961至1990年溫度資料為基準，則可以得知是為上升之趨勢，而相關証據顯示溫室效應的發生，人為因素不可被排除在外，所以必需趕緊採取因應措施。 2.1 大氣環流模式

前面提到許多有關人為活動加強了溫室效應，及可能導致全球暖化，也利用0維模式進行初步分析，然其分析結果為地球之平均特性，如何考量時間與空間之特性，則需要更成熟之模式，目前最成熟之氣候模式是利用數值分析方法求解描述氣後物理特性之數學方程式，並利用三維網格分析不同緯度、經度、高度、及時間之氣候。目前用於預測未來氣候之最成熟量化分析工具均歸類為全球環流模式(General Circulation Model, GCM)。 2.2 使用大氣環流模式模擬氣候

受限於計算能力限制，目前（2002）仍沒有任何電腦可夠快到在合理計算時間內進行所有時間與地點之模擬分析，因此在計算上一般將地球分成三維之格網，再分別分析各格網所代表區域之氣候特性，1970年代中期氣候模式僅有大氣，到1980年代才加入陸地地表歷程，而海洋及海冰則一直到1990代初期才加入氣候模式中，目前氣候模式除了大氣、陸地、海洋、冰外，已逐漸將懸浮微粒模式、二氧化碳循環模式、生態圈動態特性模式等加入，以期更能真實模擬氣候特性。

第三週：氣候系統概述(三)

The Climate System

Sustainable Development Laboratory

Atmospheric and Hydrologic Systems

氣候模擬模式發展歷史 （IPCC 2001）

活 動 指 引

3.1

A. 學習重點：瞭解氣候模式

B. 討論與歸納：

C. 課後作業：

準 備 資 料

課前資料：

網路或下載相關的講義ftp://140.112.76.49。

上課資料：

powerpoint

第三週：氣候系統概述(三)

The Climate System

四、 教學活動設計

Development of Earth System Science Program

Atmospheric and Hydrologic Systems

投影片資料一：Development of Earth System Science Program