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科學內容背景

第三單元：氣候變遷的原因與效應是什麼

地球的氣候

天氣與氣候
許多人，包括學生，混淆了天氣與氣候。如果今年較去年寒冷，許多人認為這就是氣候變遷的證據，
至少是全球暖化的證據。部分原因是，把氣候與天氣的定義弄混了。「天氣」是指某地區短期的大氣
狀況，例如：降水、溫度、風向與溼度。天氣的時間尺度，從數分鐘、數週，甚至到月。「氣候」則
是某地長期平均的大氣狀態，通常時間尺度會長達 30 年或更久。也就是說，當地的氣候，是許多年
來平均的天氣狀態。如果你說：「今天很熱」，指的是天氣；如果多年來，夏天就是比長期平均的溫
度要熱，那就是氣候改變的證據了。人們所預期的，通常是氣候；而看到的效果，就是天氣了。

氣候變遷與全球暖化
氣候變遷，就是一段時間發生的氣候型態改變，時間的尺度可能是幾年、幾十年、幾世紀，甚至更久。
氣候變遷，可能是某地平均狀態的改變（例如夏天平均氣溫），或者是氣候事件平均數目的改變（例
如颶風或龍捲風數量的變異）。氣候變遷，可能指特定區域的改變，也可以指整個地球的改變。目前
科學家通常採用「氣候變遷」（climate change），而不用「全球暖化」（global warming）。平
均來看，地球溫度是越來越高。但地球某些角落，因為海流改變或其他因素影響，卻是越來越寒冷。
除此之外，地球許多地區也經歷了降水改變與極端氣候。因為如此，「氣候變遷」將許多改變列入考
慮，因此使用這個名詞比較準確。「氣候變遷」涵蓋所有改變，將自然發生與人為造成的都算在內。「全
球暖化」則聚焦於特定的氣候改變，也就是人為溫室氣體增加，所引起的氣候改變。

地球的歷史（以正確的角度審視氣候變遷）
綜觀地球歷史，氣候變遷發生多次。在中生代時期（兩億五千兩百萬至六千五百萬年前），地球的溫
度比現在溫暖許多。過去兩百萬年來，地球因為自然過程，總是處在極度寒冷階段（冰河時期），與
較溫暖階段（間冰期）不停的擺盪著。自從工業革命以來，地球承受的變化比過去所知的任何時期都
劇烈，至少是過去 75 萬年前的任何時間（這也是目前人們能夠取得最古老的鑽冰樣本所得到的年代
資料）。人類製造的大氣狀態，也就是加入溫室氣體的大氣，與地球幾億年經歷的大氣完全不同。大
氣的改變，對地球的氣候有著深遠影響。過去二氧化碳劇烈的改變，正好都與冰河時期的興衰吻合。
過去二氧化碳的改變，已經導至氣候系統的劇變；現代二氧化碳的改變速率，更是超越以往。目前大
氣中二氧化碳變化的速率逐年增加，意即今年大氣中二氧化碳的濃度增加程度，高於去年。這樣一來，
全球氣溫的升高達到前所未有的速率。地球氣候的其他改變（可能源自人類排放的溫室氣體），也正
在發生，包括降水形式、許多地區的乾旱、更多的熱浪，以及大西洋岸更劇烈的颶風。

深時
地球的年紀，約 45 億年之久。在人們看來，這是難以理解的數字——45 億，真是天文數字。學生看
到「百萬」和「十億」，也常常覺得困惑，因為兩個數字都相當大。「深時」（deep time）這個概
念也會讓學生感到苦惱，可能是宗教信仰，也可能是道聽塗說的關係。有些學生，可能聽到地球年齡
只有 6000 年至 10000 年的講法，雖然本單元的焦點不在印證地球年齡，但是也要傳達針對此議題的
科學信心，這點很重要。有份理論基礎紮實的研究，在 1950 年代由物理學家、地質學家和天文學家
所發起，提出了勢不可擋的物理證據，聲稱地球的年齡有 45 億年。

70 海洋科學序列教材
—G6-G8 進階海洋素養