地球暖化的鐵證
科學家們究竟是怎麼確定地球真的在變熱呢？世界各地第一次開始嚴格地用溫度計測量氣溫，是在19世紀中葉到20世紀初，也就是遠在我們出生之前的時候。東京的氣溫，目前是在皇居外苑的北之丸公園量測的，而加上更早之前在大手町觀測到的數據，東京自1875年開始，就已開始用溫度計紀錄的氣溫。而統整全球所有類似的氣溫紀錄，科學家們發現，地球的平均氣溫在近100年內上升了0.7℃。
一如古時候有溫暖的繩文時代，也有猛瑪象仍在大地行走的寒冷冰河期，地球的氣候會不斷在冷熱之間交互循環。然而，跟自然的氣候循環相比，近年地球的氣溫正以明顯的速度急速加溫。
觀察日本的氣溫，在像東京這樣的都會區，因為還有隨都市化產生的熱島效應影響，所以氣溫的上升幅度比郊區更大。而在遠離大都市，幾乎沒有都市化影響的地區，近100年的平均氣溫也上升1.2℃（日本氣象學會，2014），正以比全球平均更快的速度上升。相較之下， 日本都會區的氣溫則平均上升了2.7℃（氣象廳，2018），可見都市化的影響之大。另外，在海拔較高的山岳地帶的氣象觀測點，近100年的均溫上升了0.9℃左右。
積蓄在海洋的熱量
在氣溫觀測資料已相當充分的1980年代，科學家便已非常清楚地確認了全球暖化的存在。而過了超過30年後，最近科學家們才終於發現了一件事。那就是累積在海洋的熱量，正在穩定地增加。跟船隻航行時順便在海洋表面採取海水這種相對簡單的測量法不同，要測量深部的海水溫度，需要準備比較複雜的測量儀器。自1970年代開始，科學家們便募集商船無償載運測量儀器，在主要的航道上測量深海的水溫。2000年以後，科學家們將可在海中漂流、上升沉降，測量水溫分布的「Argo浮標」釋放到全球各地，終於取得了大海詳細的水溫資料。
根據這個「Argo計畫」取得的深海水溫資料，科學家們發現，自1970年代以來，累積在地球大氣和深海的熱量，有93%都儲存在海洋內。
若全球暖化持續下去，不只北極和南極的海冰、冰床將會融化（2.5節），若海洋繼續累積熱量升溫，還將使得海水體積受熱膨脹。近年海平面的上升，除了冰床融化外，熱膨脹也扮演了重要的角色，可預見未來海平面將繼續上升。
高空反將變冷
在比埃弗勒斯山山頂更高的高空，海拔10km∼50km處的大氣層，被稱為「平流層」；那裡跟地表附近相反，氣溫反而在下降。波長比我們肉眼可見的光線更長，常被用在遙控器和電暖爐上的「紅外線」，具有把被太陽光加熱的地球冷卻下來的效果。而二氧化碳具有改變地球射向宇宙的紅外線路徑的性質，也就是所謂的「溫室效應」。在工業革命後，人類的活動導致大氣中的二氧化碳濃度持續上升，使溫室效應變強，極大地影響了全球暖化的速度。
溫室效應一方面會讓地面和受地面影響的地表空氣不斷變暖，另一方面卻又讓空氣本身釋放紅外線而冷卻的「輻射冷卻」變強。由於平流層幾乎不會受到因溫室效應而升溫的地表影響，只會受到空氣輻射冷卻變強的影響，導致氣溫跟地表相反變得更低。
根據近幾十年科學家能夠精準測量全球高空氣溫後所得到的資料，平流層的溫度確實在不斷降低。這顯示了大氣中二氧化碳濃度的上升，確實改變了地球的能量流動。儘管這現象乍看好像跟全球暖化相反，但這其實正是全球暖化確實存在的鐵證。
【參考文獻】
日本気象学会（編）『地球温暖化 そのメカニズムと不確実性』朝倉書店，2014年，P.10気象庁『気候変動監視レポート2017』気象庁，2018年，P.34
作者簡介｜堀田大介、釜江陽一、大橋唯太、中村 哲、吉田龍二、下瀨健一、安成哲平
堀田大介（Hotta Daisuke）
氣象廳 氣象研究所 氣象觀測研究部 主任研究官
專門：數值預報（特以數據同化和力學過程）。美國馬里蘭大學研究所生命環境科學研究科出身。博士（理學）。
Ph.D（應用數學）。
釜江陽一（Kamae Youichi）
筑波大學生命環境系 助教
專門：氣候變遷、大氣海洋交互作用。筑波大學研究所生命環境科學研究科出身。博士（理學）。
2014年獲頒日本氣象學會山本賞。
大橋唯太（Oobashi Yukitaka）
岡山理科大學 生物地球學部 生物地球學科 教授
專門：局地氣象學、生物氣象學、都市氣候學等。京都大學研究所理學研究科出身。博士（理學）。
中村 哲（Nakamura Tetsu）
北海道大學研究所 地球環境科學研究院 博士研究員
專門：氣候力學、平流層、北極的氣候變遷。東海大學聯合研究所地球環境科學研究科出身。博士（理學）。
吉田龍二（Yoshida Ryuuji）
CIRES University of Colorado Boulder / NOAA Earth System Research Laboratory, Research Scientist II
專門：中尺度氣象學、熱帶大氣、數值模型。京都大學研究所理學研究科出身。博士（理學）。
下瀨健一（Shimose Kenichi）
防災科學技術研究院（NIED） 水‧土砂防災研究部門 特別研究員
專門：中尺度氣象學（特以豪雨、龍捲風等積雲相關的現象）。九州大學研究所地球行星科學專攻出身。博士（理學）。
安成哲平（Yasunari Teppei）
北海道大學 北極圈研究中心‧國際聯合研究教育局北極圈研究Global Station（廣域複合災害研究中心兼務）助教
專門：從事以環境科學領域為主的天氣、氣候、雪冰、氣膠體相關研究。曾於美國NASA/GSFC從事6年的積雪汙染、氣候模型開發研究工作，現主攻森林大火和空氣汙染的研究。北海道大學研究所環境科學院出身。博士（環境科學）。獲頒平成31年度科學技術領域文部科學大臣表彰年輕科學家賞。
本文／圖經授權轉載自東販出版《氣象術語事典》（原章節：2.1─地球真的在變暖嗎？）
責任編輯／焦家卉
