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氣候模擬模型的確證問題

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二、長期氣候模擬:多種環流模式

近幾年來獲得科學家、政治家與一般大眾注意的全球暖化和氣

候變遷的議題,屬於長期氣候變化趨勢的現象。地球氣候的變化非

常複雜,牽涉到許多不同類型的因素,因此僅僅考慮地球大氣環流

本身的性質與變化結構尚嫌不足,還需要將太陽輻射、海洋、冰雪

圈、陸地表面以及生物圈的分佈、性質與結構等因素的影響納入考

量。

6

短期天氣情況的變化雖然也會與洋流、海陸分佈、輻射量等

因素相關,但相較來說影響較小而被忽略。因此在進行長期氣候的

研究與預測時,除了數值天氣預報中會用到的「大氣環流模式」外,

通常會再加上個別的環流模式,如「海洋環流模式」、「海冰模式」、

「陸地增散模式」等,以進行相關的研究和計算。

在此我們可以看到短期天氣模擬與長期氣候模擬的差異。用於

短期氣候的氣候模型著眼於計算的效率與成本,因此通常採用相對

簡易的模型,如中央氣象局採用的全球預報系統

(

Global Forecast

System; GFS

)

(葉天降等,

2012

)。

7

其次,由於短期天氣的預測需

求多於當地特定區域的預測,而影響小範圍區域的天氣演變跟掌握

該區域之大氣氣壓之高低變化、鋒面性質、當地地形、該特定時段

的水汽

(雲)

分佈、氣溶膠

(

aerosol

)

的型態與多寡等因素較相關,

8

6

太陽輻射的多寡主要與太陽本身的能量變化有關,但太陽黑子、地球公轉變化、地

軸傾斜角度、地球軌道偏心率變化等因素也會造成很大的影響;冰雪圈主要指南北

極的冰層變化;陸地表面包含山脈、岩石、湖、河、地下水等;生物圈則包含了在

大氣、陸地和海洋中生存的動植物之活動,包含人類本身

(

陳正改,

1995: 203-205,

250

)

7

近來因為電腦硬體的發展越發成熟,提高了計算的效率,因而用於短期預測的氣候

模型也越來越複雜。譬如兩週內的預報就會納入海溫變化的模型才會比較準確。

8

指那些懸浮在大氣中的各種固體雜質

(

如塵埃

)

和液體微粒

(

如水汽變成的水滴和

冰晶

)

,也稱為氣溶膠粒子、氣膠、煙物質。氣溶膠是水汽凝結的核心,對雲、雨

的形成有重要作用,因此是預測天氣時的重要變數

(

陳正改,

1995: 5

)