地球暖化與極端氣候是一個日趨嚴峻的攸關社會發展與人類生存的議題，最近幾年的夏天酷暑與冬天嚴寒、及季節性／區域性的乾旱或洪災，已經是多數人的切身之感（痛），而不僅止於遠不可及的媒體報導而已。
太陽光滋長孕育了地球萬物，太陽表面溫度大約近6000 K，地球及海洋表面溫度大約近300 K（K為凱式溫標）。根據量子物理「黑體輻射」定律，固體有了溫度就會輻射電磁波；溫度為6000 K固體的最主要輻射波長為可見光波長（約400至700奈米），溫度為300 K固體的最主要輻射波長為遠紅外光波長（約10微米）。因為地球大氣層中充滿了（自工業革命以後人類活動的）二氧化碳、甲烷、水蒸氣、氧化亞氮等類分子，這些分子的「量子化」轉動和振動吸收光譜約在遠紅外線波長範圍，因此太陽輻射的可見光不會被吸收，可以通過大氣層照射地球表面，而地球和海洋表面反射和輻射的電磁波則正巧被大氣層分子的轉動—振動能階躍遷吸收，所以上述這些氣體被稱作「溫室氣體」，它們是造成地球暖化的元兇——「地球暖化」是指每年進入地球大氣層的太陽光總能量，多於地球透過大氣層散逸到外太空的（電磁波）總能量，因此長年累積之下，地球和海洋表面的平均溫度只會逐漸增高而無從降低。
圖中紅色／藍色長條分別表示正距平／負距平溫度，9年滑動平均為黑色實線，圖左上數值分別為百年及近30年之上升趨勢值，單位為℃/10年。（平均值以1901至2000年的100年平均作為參考。）圖片和說明攫取自：臺灣長期氣候變化全書下載 | 交通部中央氣象局 (cwb.gov.tw)，「距平」是中央氣象局之正式說法，意指距離平均值。
定量的地球暖化研究是一個極其困難而複雜的科學問題，研究成果要取得驗證和達成共識更加不易。然而，若以台灣為例，根據翔實的氣溫記錄，從1910年至2020年的110年間，台灣年平均氣溫上升了約1.6攝氏度或稍高（請參考圖一）。倘加上個人的經驗和文史資料的佐證，台灣氣候在過去一個多世紀來逐漸暖化，是確鑿可信的。例如，筆者出生於台灣中部離日月潭不遠的一個鄉鎮，猶記得幼小時候有過幾次清早開門看到庭院鋪滿白霜的經驗，但自從小學或中學以後就沒（在平地）再見過「地上霜」了。
台灣詩人李逢時出生於西元1829年（清道光九年），他有一首七律詩〈三貂嶺遇雪〉描寫有一天騎馬路過三貂嶺時偶遇下雪的美景，其中兩句是「詩思每從驢背得，雪花爭踏馬蹄歸」。1867年（清同治六年）冬，總兵劉明鐙北上巡察時，曾描寫基隆（雞籠）下雪的景色說：「大小雞籠明積雪，高低雉堞挾奔雷」。三貂嶺和基隆位於台灣北端的低矮丘陵地帶，並非高山海拔，但從這兩首詩中可知北台灣在19世紀的冬季有下雪的時日。（註：本文所引用詩句，請參考呂自揚主編《台灣古典詩析賞》，高雄河畔出版社2004年出版。）
再舉一例，於1885年（清光緒11年）中舉的苗栗人士謝錫光曾有一首七言絕句〈玉山霽雪〉，寫道「遠山如玉隔重巒，入夏依然雪未殘。莫道東風能解凍，天教留作畫圖看。」（詩題中稱呼的「玉山」是今天的「雪山」。）這首詩描述，直到120年前或更晚些時期，雪山山頭在初夏季節仍然有時堆積著晶瑩白雪。但是在20世紀以來台灣年平均氣溫的加速上升之後，我們已經見不到這種中央山脈夏季積雪的清涼景象了。還有，如果當年謝錫光是從苗栗遠眺雪山而寫下此詩，則印證百年前的空氣品質比現在乾淨澄澈多了。
圖一是交通部中央氣象局發佈的1898年至2020年間的台灣年平均氣溫圖，圖二是英國BBC新聞網於2020年1月15日報導地球暖化問題的示意圖。圖二顯示自工業革命以來，地球整體年平均氣溫上了約1.1攝氏度，而圖一顯示台灣暖化問題比全球平均暖化問題嚴重多了，值得全民警惕並（督促政府）迅速採取積極有效作為。 （相關報導： 凱瑞訪中：全球各地頻傳極端高溫之際，美中在北京恢復氣候談判 ｜ 更多文章 ）
＊作者為陽明交通大學電子物理系退休教授
