圖解氣候與環境變遷

近幾年來，極端氣候的出現似乎成了常態。雖然全球紛紛加入制約排碳的行列，但氣候變遷的趨勢似乎毫無改變跡象，人們對於自然環境的轉變束手無策。
氣候與環境變遷的的原因和機制為何？它們會造成什麼衝擊？未來的發展趨勢如何？為了解答這些疑難，作者以自身多年教學經驗，並蒐集大量資料和文獻加以探討，盼能深入這個議題的完整面貌。
本書首先介紹天災的特性與全球氣候趨勢，使讀者了解氣候與環境變遷的基本知識，再進一步分析極端氣候增多帶來的影響，討論其造成的衝擊、生態系統的改變。書中詳盡說明這些變化對人類切身相關的健康、水資源、糧食生產會有怎樣的影響，最後更探討未來氣候的型態，以及面對氣候變遷的調適與減緩方式。
全書採用圖解方式進行，希望藉著圖文並茂的解說，幫助讀者理解許多複雜的現象，以達到最佳的學習效果。

丁仁東

現職：
崑山科技大學通識教育中心助理教授
學歷：
美國杜克大學地質系博士
美國邁阿密大學電機系計算機工程組碩士
國立台灣大學海洋研究所碩士
國立清華大學物理系學士
經歷：
美國邁阿密社區大學兼任教授
美國Sungard保險公司高級程式設計師
美國邁阿密大學電腦經理暨研究員
國立師範大學地球科學系講師
省立宜蘭高中教師

第1章 導言
Unit 1-1 前言
Unit 1-2 二十一世紀天災
Unit 1-3 近年來天災加劇趨勢
Unit 1-4 近年來天災加劇分析
科技文明興起
生態環境改變
全球暖化與極端氣候增加

第2章 認識大氣（一）
Unit 2-1 大氣的成分與結構
大氣的成分
大氣的垂直結構
Unit 2-2 大氣的能量傳遞
大氣中能量傳遞方式
水文循環
大氣能量收支
Unit 2-3 大氣的溫度
大氣的溫度變化
風寒效應
溫度與人體健康
溫度與農業

第3章 認識大氣（二）
Unit 3-1 大氣中的水
水的獨特性
大氣中的水──濕度（露、霜）
雲
霧
降水
Unit 3-2 大氣的運動
支配大氣運動的基本力
各種力之間的平衡
Unit 3-3 大氣的環流
大氣的對流模式
Unit 3-4 洋流
表面洋流
深海環流

第4章 全球氣候變遷的議題
Unit 4-1 什麼是氣候變遷？
Unit 4-2 氣候變遷的爭議
十九世紀有關氣候變遷的論證
Unit 4-3 二十世紀以來有關氣候變遷的論證
Unit 4-4 IPCC 五次評估報告

第5章 氣候變遷的測量（直接、間接證據）
Unit 5-1 氣象資料的蒐集（直接證據）
地面氣象觀測
高空氣象觀測
雷達觀測
衛星觀測
Unit 5-2 古代氣候資料的蒐集（間接證據）
生物證據
地質證據
低溫證據
歷史證據：考古學研究

第6章 氣候變遷的機制
Unit 6-1 氣候變遷的自然因素
大陸漂移
洋流變化
太陽照射
火山活動
Unit 6-2 氣候變遷的人為因素
人為因素
溫室效應
Unit 6-3 回饋機制
正回饋機制
負回饋機制
雲的回饋機制

第7章 氣候變遷的歷史
Unit 7-1 古氣候簡史
Unit 7-2 過去百萬年氣溫變化
過去千年氣溫變化
過去百年氣溫變化

第8章 氣候變遷的影響之一：冰川、海冰及凍土
Unit 8-1 前言
Unit 8-2 冰川的變化
冰川的定義
格陵蘭島冰層
南極大陸冰層
高山冰川
Unit 8-3 海冰的變化
Unit 8-4 凍土的變化

第9章 氣候變遷的影響之二：海洋的變化
Unit 9-1 海平面上升
前言
海水的熱膨脹
冰川的快速融化
Unit 9-2 海洋的物理變化
海水溫度的變化
海水鹽度的變化
海流的變化
Unit 9-3 海洋的化學變化：海水變酸？
Unit 9-4 海洋生物的變化
Unit 9-5 海洋地質的變化
沿岸地區

第10章 氣候變遷的影響之三：極端氣候增加
Unit 10-1 氣候變遷影響極端氣候
Unit 10-2 極端氣候例證
熱帶氣旋
雷雨
洪水
乾旱
熱浪
野火
暴風雪
龍捲風
沙塵暴

第11章 氣候變遷的影響之四：生態系改變
Unit 11-1 氣候變遷對生態系統改變的影響
跨域性關鍵風險
陸域及淡水生態系統
沿海與低窪地區
海洋系統
Unit 11-2 氣候變遷對生態系統各種不同層次的影響
物種生命週期時序
生物生存範圍的移動
食物鏈受干擾
門檻效應
病原體、寄生蟲和疾病
絕種危機
Unit 11-3 氣候變遷對生態系統影響實例
陸域生態系統
水域生態系統

第12章 氣候變遷其他影響
Unit 12-1 影響人類身體健康
Unit 12-2 影響水資源
降水
土壤濕度
表面逕流
蒸發
地下水
水的供給
Unit 12-3 影響糧食生產
Unit 12-4 其他經濟部門

第13章 未來氣候預測
Unit 13-1 未來氣候預測
前言
未來大氣溫度變化
未來降水和風暴事件
未來海冰、積雪、凍土
未來海平面變化
未來海洋酸化
Unit 13-2 未來氣候特徵

第14章 氣候變遷的調適與減緩
Unit 14-1 前言
Unit 14-2 氣候變遷的調適
海岸地區的調適
水資源之調適
農業之調適
公共衛生之調適
生態系統之調適
能源使用之調適
Unit 14-3 氣候變遷的減緩
從政治層面考量
從技術層面考量

參考書目
網站

氣候變遷對生態系統各種不同層次的影響

總括來說，按照氣候變遷對生態系統各種不同層次的影響，我們大致可將其影響分為以下六類（參考美國環保局）：

一、物種生命週期時序
對於許多物種，它們的居住地或一年中部分的居住地氣候影響它們每年的生命週期，如遷移、開花，和交配的關鍵階段。隨著近幾十年氣候變暖，這些事件發生的時序在部分地區已經改變。而這些變化有可能導致物種錯失了遷移的時機、繁殖、食物的供給。許多實例顯示，物種遷移到達新地點後缺少食物來源，以致生長和存活率降低。

二、生物生存範圍的移動
隨著氣溫的升高，許多物種的棲息地範圍向高緯度和高海拔移動。這意味著有些物種擴大它們的生存範圍，有些物種縮小它們的生存範圍或移動到不友善的棲息地並使生存競爭加劇。甚至有些物種則因為已經達到它們在棲息地緯度或高度的上限而無處可去。

三、食物鏈受干擾
氣候變化對特定物種的影響可以干擾食物鏈，影響範圍廣泛的生物。例如，在北極地區，海冰持續的時間與範圍的下降，導致冰藻的豐度下降。這些藻類是浮游動物食物來源，浮游動物是北極鱈魚食物來源，北極鱈魚又是許多海洋哺乳動物的重要食物來源，包括海豹。北極熊食用海豹，因此，冰藻的豐度下降導致了北極熊數量下降。

四、門檻效應
在某些情況下，生態系統可能因為一個門檻值或關鍵值，而使生物生態發生急遽變化。也因門檻值的影響，導致生態系統迅速發生變化且不能還原。例如珊瑚礁的變化，它們失去了居住其組織內且對其健康重要的微生物，以致造成所謂的珊瑚白化。由於海洋變暖及海洋的酸度增加，珊瑚白化和死亡的現象可能變得更加嚴重。

五、病原體、寄生蟲和疾病
氣候變遷改變了生態系統的性質，使生態條件有利於病原體、寄生蟲和疾病的傳播，對人類健康，農業，漁業等造成潛在的嚴重影響。全球氣溫的上升，非常明確的影響是，各種疾病向高緯度、高海拔地區蔓延開來。有些已經絕跡的疾病病原，因氣候變遷又找到機會傳播而死灰復燃，例如登革熱就是一種由蚊子傳播的病毒感染，近年來發現有增加趨勢。

六、絕種危機
氣候變遷威脅了許多物種的生存，有些物種甚至將因此瀕臨絕種。氣候變化，以及棲息地的破壞和污染，是可以促進物種滅絕的重要壓力源之一。IPCC 預估全球暖化若以等速率推算，當到二十一世紀末全球平均溫度上升超過 2∼3℃ 時，植物和動物物種至少有 20∼30％ 面臨絕種危險。有些物種的滅絕速率可能更遠在平均速率之上，特別是對氣候特別敏感的生物。