臺灣的新地震震度分級制度
文/蕭乃祺
制定新震度分級的動機
地震震度係指地震發生時，民眾所感受到震動的激烈程度或是建築物、地形地貌因震動所造成的破壞程度。由於此定義與地震災害有直接的關聯性，因此我國在地震防救災業務的執行上，震度為主要的參考依據（內政部，2018）。另外，許多重要的公共建設或是運輸系統，例如高速公路、水庫、電廠、高鐵、捷運等，也多以震度大小做為其地震應變的參考。
臺灣目前的震度分級主要是沿用日本震度分級的方式，分為0至7級，級數越高代表地表的震動越劇烈，造成的影響越嚴重。其中震度4級以下主要是描述民眾對於震動的感受，震度5級以上則開始定義會對建築物或地形地貌發生影響，有關不同分級影響程度的說明如表1（中央氣象局，2017）。
為快速獲得各地的震度，震度的計算係直接使用加速度地震儀（又稱為強震儀）所觀測的地表加速度紀錄進行推算。地震震度與加速度值範圍的關係，0至6級是透過關係式 I=2.00×〖log〗_10 (PGA)+0.70 換算後四捨五入獲得（徐明同，1979），式中I為震度階級，PGA（peak ground acceleration）為最大地動加速度值，單位為cm/sec2。1999年921地震以後，依據地震災害分布情形新增7級，並定義地動加速度值400 gal（單位cm/sec2）以上為7級。
氣象局近年來在臺灣建置非常高密度的地震觀測網，加上地震儀器靈敏度的大幅提升，由於更靈敏和更密集之量測，發布地震報告震度資訊時常遭遇一些誤解，而造成相關單位地震應變的困擾，其主要的問題包括：
1.小規模地震近震央測站觀測到高震度
小規模地震在靠近震央的測站常觀測到非常大的震度，但震動時間短最終並無地震災害發生的情形。以2015年7月28日宜蘭縣大同鄉地震為例，地震規模雖僅為4.7，但在距離震央約5公里的南山地震站卻觀測到6級的震度（圖1）。由於其僅是瞬間的地表震動，持續的時間非常短暫，因此並沒有造成任何的災情，但若對照震度6級的說明，則可能會有非常嚴重的影響。小地震卻發布高震度的情況，時常會造成相關單位在地震應變時投入相當的人力與物力，民眾的生活作息也受到影響，此是目前臺灣震度制度最迫切需要改善的問題。
2.高震度範圍與災害位置關聯性需要提升
近年幾次災害性地震，發現高震度分布範圍與災害發生位置的關聯性需要提升。圖2為2018年2月6日規模6.2花蓮地震，地震震度分布與災害發生位置的對照圖，該地震災情主要集中在花蓮市，由於米崙斷層發生破裂，斷層沿線有多棟樓層倒塌或破壞，同時嶺頂斷層北段也發現破裂情形（中央地質調查所，2018），但是圖中震度5級以上的範圍卻北從宜蘭縣南邊一直延伸至花蓮市、壽豐鄉以南，南北距離超過80公里，震度6級範圍亦超過40公里，因此不易在第一時間就依據震度的分布情形，準確研判地震災害可能發生的範圍與程度，進而造成救災人力與資源不易有效的調度。
3.高震度的地動級階值範圍過大
震度5級以上的震度級階，其PGA的範圍過大，可能影響救災單位、公共單位地震應變成效。例如臺鐵局目前在進行地震後軌道的安全檢查時，應變標準需將震度5級的範圍再細分為5級弱（80~180 gal）與5級強（180~250 gal），另外科技部近期進行大規模地震模擬情境研究時，亦將震度5級以上再做細分。
為改善我國震度發布與使用的問題，氣象局於2019年開始進行相關的研究，研訂新的地震震度分級制度，目標是強化震度與地震災害的關聯性，進而提升臺灣救災、公共與民間單位地震應變的效能。
參考的方法
震度調整的方向主要參考日本氣象廳（JMA）與美國地質調查所（USGS）地震震度的分級制度與計算方法，以及國內學者的相關研究，其參考的重點如下：
1.日本氣象廳震度分級制度
日本氣象廳在1995年阪神地震發生後，將震度的計算方式與分級進行調整（關田康雄，1996），除考慮主要震動的週期外，同時使用震動時間至少超過0.3秒的最大地表加速度。另外考量原0至7震度分級中，5級與6級的PGA範圍過大，將震度細分為5弱、5強、6弱、6強，共10級。因考量振幅的持續時間，而可避免小地震但瞬間大振幅PGA所導致震度高估的情形。
2.美國地質調查所震度分級制度
美國加州使用的震度分級為修正麥卡利震度（Modified Mercalli Intensity, MMI），總共分為12級（I至XII級）。根據Wald 等人（1999）指出，MMI小於VII級的震度主要描述人類對於震動的感受，由於人類對高頻震動的敏感性較高，與PGA大小的關連性較大。大於VII級的震度則主要是描述建築物損壞的情形，則以最大地表速度（peak ground velocity, PGV）較能實際反應出破壞的情形。為實際符合震度說明敘述，計算震度首先以PGA計算震度，當所得到震度值超過VII級時，則改以PGV計算震度值。
3.國內學者研究
吳逸民教授等人（Wu et al., 2004）分析1999年921集集地震的災害紀錄以及氣象局的強地動資料，獲得地震震度I與最大地表速度PGV的關係式為 I=2.14×〖log〗_10 (PGV)+1.89，PGV的單位為cm/sec。此研究發現，以PGV推算震度能與規模呈現出較明顯正相關的關係，小規模地震觀測到的震度範圍較小，不會出現異常高震度的情形。
在參考國內外相關的分級方法與研究後，氣象局新的震度計算流程與分級制度的調整思維如下：
1.震度計算使用公式與流程不宜太過繁瑣複雜，方便相關應變單位快速獲得。
2.考量民眾對於現行震度分級熟悉度，以及調整不宜造成國內法規修改工程太大，建議延續採用0級至7級。
3.強化震度與地震災害關聯性，震度計算同時將最大地表速度PGV列入評估。
4.高震度階級適度細分，將5級細分為5弱、5強，6級細分為6弱、6強，以利相關單位應變時可以更加方便及彈性運用。
新調整計算震度的方式
規劃新震度的計算方式如圖3，其流程依序如下：
1.讀入強震儀3向量加速度資料。
2.資料進行10Hz低通濾波處理，適度過濾瞬間震動的高頻訊號。
3.取3向量合成震波，計算最大地動加速度值PGA。
4.透過地震震度與PGA範圍的對照表（表2），計算地震震度。
5.得到的計算震度不到5級時，以該計算震度為地震震度值，結束整個震度計算流程；計算震度為5級以上時，持續進行下一步驟。
6.將3向量原始加速度資料積分至速度，同時進行0.075Hz低切濾波移除因積分動作所引進的低頻訊號。
7.取3向量合成震波，計算最大地動速度值PGV。
8.透過地震震度與PGV範圍的對照表（表3），計算地震震度。
9.如該計算震度小於4級時，則設定地震震度值為4級，否則以得到的計算震度為地震震度值，結束整個震度計算流程。
新震度計算流程中所使用的計算震度對照PGA換算表（表2）與計算震度對照PGV換算表（表3），主要是參考現有 I=2.00×〖log〗_10 (PGA)+0.70（徐明同，1979）以及 I=2.14×〖log〗_10 (PGV)+1.89（Wu et al., 2004）等2個關係式，透過四捨五入並稍做微調方便記憶後所劃定，可以快速方便將地震儀觀測紀錄換算成地震震度。另外為使新震度在合併使用PGA與PGV的情形下，維持各測站震度在空間分布上的連續性，所以當使用PGA計算震度大於5級，接續用PGV計算震度卻不到4級時，則將該站的地震震度維持設為4級。
效益評估
針對新調整地震震度的計算方式，首先蒐集2009〜2018年氣象局所發布的1,370筆顯著有感地震報告，檢驗其可行性與效益。另外針對2018年0206花蓮地震、2016年0206美濃地震與1999年921地震等三個災害性地震，探討災害位置與新地震震度分布的關聯性：
1.有感地震報告發布震度評估
依所蒐集10年1370筆的顯著有感地震，依據目前震度的計算方法，觀測到最大震度5級以上，代表有可能造成災害的地震總共有194個，比例超過14%，明顯與實際狀況不符（圖4）。如使用新的震度計算方法，最大震度5級以上的地震則大幅減少為只剩下10個，比例不到1%，其中包括7級震度1個（2018年0206花蓮地震）、6強震度1個（2016年0206美濃地震）、5強震度5個以及5弱震度3個（圖5）。根據內政部消防署的統計，該時段內的災害地震總共發生8次，除了2017年2月11日高雄近海地震外，新的震度計算方法對於其他7個災害地震，都可以忠實呈現其最大震度都在5級以上，而且災害越嚴重的地震其震度值越大。至於2017年2月11日高雄近海地震的地震規模為5.7，新調整的最大震度為4級，災情為1位民眾受傷，此結果顯示雖然震度不到5級，不過大規模地震長時間震動也有可能造成輕微的災害。整體評估新震度計算方法，確實可以使地震震度符合震度分級表中地震影響的描述，有效降低防救災等相關單位應變動員次數與資源消耗。
2.災害地震的震度分布評估
使用新調整的震度分級與方法，重新計算2018年2月6日規模6.2花蓮地震的震度分布，與現行震度分布的情形比較，發現5級以上的面積明顯縮小很多（圖6），而且災害的位置全部侷限在震度最大的範圍，對於救災單位在第一時間可以提供非常重要且可靠的資訊。另外檢驗2016年2月6日規模6.6高雄美濃地震的情形（圖7），同樣可以發現新的震度分布，除了5級的範圍縮小外，與實際地震災害發生的位置亦有更好的關聯性，幾乎所有災害都集中在震度5強的範圍。1999年921地震是近幾十年造成災害最嚴重的地震，新震度分級的空間分布，同樣有效的反應災害發生的位置（圖8），同時由於高震度階級的進一步細分，可以更適度的界定出不同災害程度的範圍，提供相關單位更細緻的應變資訊。
新地震震度分級表
表4為新制定的臺灣震度分級表，與現有震度分級表的差異（表1），除了在震度5級細分為5弱與5強、震度6級細分為6弱與6強外，新的震度分級表移除計算震度的地動加速度範圍。由於新的震度計算方法同時使用地震動的最大加速度與最大速度值，為避免造成錯誤的認知與混淆，所以新表中不放入含PGA/PGV相對應的範圍，而此變革在地震學意義上亦可回歸到震度的基本定義，即是地震後實際民眾的感受與建築物、地形地貌的影響，而非指地震儀記錄地震動參數的範圍。在地震影響說明的部分，同樣維持針對人的感受、屋內情形、屋外情形等3個情境，惟為因應社會環境的改變，以及強化該內容提供民眾與防救災單位應變參考的實用性，所以依據過去臺灣幾個災害地震的實際情形，以及日本與美國震度分級的相關說明，調整與擴充各震度階級相關影響的描述內容，未來亦會參考後續災害地震的實際災情，滾動式適度的調整其內容。
推動實施
地震震度分級制度調整所涉及的影響層面非常廣泛，包括從防救災、交通運輸、民生設施等單位的應變作為，到科研教育、防災產業、保險業者的因應措施，甚至對於一般民眾的防災認知，都可能需要配合調整。因此，氣象局在擬定新震度分級草案並完成分析估評後，積極拜會相關單位報告調整案的規劃，同時辦理多場的說明會，邀請中央與地方防災、交通運輸、工程等單位，以及防災產業、保險業者與新聞媒體，說明新的地震震度分級方案與計算流程，並依據參與單位寶貴建議適度調整，同時提供因應新震度分級，相關單位調整法規辦法或系統作業所需的諮詢與協助，另外亦透過多元化管道進行宣導。目前氣象局已經完成整個新地震震度分級制度的推動程序，並自2020年1月已開始實施。
表1. 交通部中央氣象局現行地震震度分級表
資料來源：中央氣象局
表2. 計算地震震度對照最大地動加速度值(PGA)的範圍表，震度4級（含）以下依PGA決定
資料來源：中央氣象局
表3. 計算地震震度對照最大地動速度值(PGV)的範圍表，震度5級（含）以上依PGV決定
資料來源：中央氣象局
表4. 交通部中央氣象局新版地震震度分級表
資料來源：中央氣象局
圖1. 2015年7月28日宜蘭縣大同鄉規模4.7地震報告（上圖），以及南山地震站記錄該地震的地震波形（下圖）
資料來源：中央氣象局
圖2. 2018年2月6日規模6.2花蓮地震，地震震度分布（色階圖層）與災害實際發生位置對照圖
資料來源：中央氣象局
圖3. 新調整計算地震震度的流程圖
資料來源：中央氣象局
圖4. 2009年至2018年1370筆顯著有感地震，目前震度計算方式得到最大震度大於5級的震央分布圖，圖中同時標示災害地震的位置
資料來源：中央氣象局；災害地震資料來源：內政部消防署網站
圖5. 2009年至2018年1370筆顯著有感地震，新震度計算方式得到最大震度大於5級的震央分布圖，圖中同時標示災害地震的位置
資料來源：中央氣象局
圖6. 2018年2月6日規模6.2花蓮地震，目前震度計算方式（上圖）與新震度計算方式（下圖）所得到的震度分布與災害實際發生位置對照圖
資料來源：中央氣象局
圖7. 2016年2月6日規模6.6高雄美濃地震，目前震度計算方式（上圖）與新震度計算方式（下圖）所得到的震度分布與災害實際發生位置對照圖
資料來源：中央氣象局
圖8. 1999年921地震目前震度計算方式（左圖）與新震度計算方式（右圖）所得到的震度分布圖，圖中同時標示以行政區中心位置為基準，每個行政區建築物損壞棟數統計的分布情形
資料來源：中央氣象局
參考文獻 中央氣象局，2017：地震百問，共79頁。
中央地質調查所，2018：20180206花蓮地震地質調查報告，共115頁。
內政部，2018：震災(含土壤液化)災害防救業務計畫，共83頁。
徐明同，1979：地震學，黎明文化事業公司出版，共388頁。
關田康雄，1996：關於新的氣象廳震度階級（日文），JSEEP NEWS 147.
Wald, D. J., V. Quitoriano, T. H. Heaton, H. Kanamori (1999). Relationships between peak ground acceleration, peak ground velocity and Modified Mercalli Intensity in California, Earthquake Spectra 15, No. 3, 557-564.
Wu, Y. M., N. C. Hsiao, and T. L. Teng (2004). Relationships between strong ground motion peak values and seismic loss during the 1999 Chi-Chi, Taiwan Earthquake, Natural Hazards 32, 357-373.
蕭乃祺
中央氣象局地震測報中心副主任
博物館平權新思維—從國際兒童圖書評議會（IBBY）特殊需求兒童和青少年讀物中心談起
文/劉淑雯
前言
兩個（一個換行，一個空一行），段落之間固定多空一行 --> 博物館如何成為促進「社會平權」的場域？博物館是否強化了不同社會階層在文化資本上的不平等？抑或可以賦權弱勢與邊緣團體，使其成為文化再現與展示的主體？必須要突破傳統博物館藩籬、打破服務之侷限，透過新思維與運作，促進互動與參與。
在文化部網站文化平權網頁明白指出，文化生活是人民的基本權利，國家必須積極確保人民的「文化近用」，不會因為身份、年齡、性別、地域、族群、身心障礙等原因產生落差。臺灣是個多元文化並陳的社會，在文化上，肯認多元群體之文化差異，使臺灣各族群能互相認識並了解彼此，進而接納並欣賞不同文化，以避免各種形式的歧視與偏見。
另於資源分配上，應追求有效及均等，使所有人都有均等的機會，也避免資源重疊而失去效用。
而由臺灣的博物館組成的友善平權委員會，宗旨為協力共創友善平權的博物館，包含友善使用及社會平權兩個主要價值。
1.友善使用：提供並鼓勵不同族群、職業、收入、能力、年齡、性別和性向的所有社群成員最廣泛、適當及友善使用博物館場所、收藏品、專業、設備以及服務，並努力消除因環境、生理、心理、智能與文化、認知及社會經濟所造成之障礙。
2.社會平權：尊重包容多元社群，並於博物館所有展示中反映多元文化。促進館員、志工、既有及潛在觀眾及合作夥伴等，共同創造具包容性並啟發學習、創意和參與性的博物館。
聯合合作機構和夥伴共創平權願景，戮力消除社會一切不公平和歧視，促進平權和諧社會。這讓筆者思考推動平權不能等，筆者與國立臺灣科學教育館(以下簡稱科教館)合作在2019年我們針對性別平權，策劃了九樓「SHERO聽見她的聲音」繪本展和七樓「設計我們的世界—科技性別化創新」形成主題展以及辦理一系列的說故事桌遊和體驗課程等活動。此外，我們還關心身心障礙人士族群，目前臺灣身障採國際健康功能與身心障礙分類（International Classification of Functioning, Disability, and Health，ICF），而ICF分類主要由下列概念組成：身體功能（body functioning）身體構造（body structure）活動與參與（activity and participation）環境因素（environment factor）與個人因素（personal factor），強調在生活情境的活動與參與。該族群不會因為社會還沒有準備好就不參與，因此期許博物館兼容並蓄，發展多元策略提供服務，並測試修正。
據此，在2019年末，筆者於科教館召集了的特教專業團隊，包含了治療師、特教老師和適應體育等專業人才，經過多次會議研討籌備規劃了特需人士到館的建議參訪動線以及繪本閱讀和科學操作的體驗課程，後續還包含研習與志工培訓等系列活動。
因文長將分為兩篇介紹，本篇想先透過世界性的國際組織簡介國際兒童圖書評議會（International Board of Books for Young People, IBBY）特殊需求兒童和青少年讀物中心，就身心障礙者族群的閱讀議題的國際理解，思考發展出各館實踐文化平權的方案與特色。博物館如何在「學習平權」的進程中有所突破，並思索「知識平權」的方法與可能，使博物館不僅是友善學習的窗口，更是一座開放對話的橋樑，讓多元族群透過博物館溝通和發聲。而下一篇將會分享針對科教館為特殊需求的孩子到館所設計規劃動線，以及選讀繪本科學體驗課程內容。
國際兒童圖書評議會（IBBY）的身障關懷
每個孩童與青少年都有權利享受讀書的樂趣，這也包含那些有閱讀或口語表達困難的人。繪本可以幫助刺激語言發展、自我認同與社會化，同時還能消除孤獨感，提升藝術和文化層面的享受與快樂(Heidi, Cortner, Boiesen)。過去多年有越來越多以身障兒童為主角的童書出版，但是綜觀書冊內容，傾向於過度描述事實、說教意味濃厚、或僅呈現單一面向的現象。舉例來說，描述自閉症的書很多，但卻少有能談到其感覺、顏色、樂趣和想像力。而我們是時候該了解身障者也有自己獨特的個性，並能感受豐富的情緒，為什麼我們不描寫這些呢？(Ørjasaeter, 1981)
IBBY在1953年創辦於瑞士蘇黎士，這是一個致力於把全世界圖書和兒童聯繫在一起的國際非營利性組織，在聯合國教科文組織和聯合國兒童基金會都擁有正式地位。IBBY 恪守聯合國批准的《兒童權利公約》各項原則，此項公約第17條提出所有締約國「鼓勵兒童讀物的著作和普及」的條款，促進IBBY的使命：「通過兒童圖書促進國際間瞭解，使全世界各地的兒童都有機會接觸到具有高文學水準和高藝術水準的圖書；鼓勵並支持，尤其是在發展中國家的高品質兒童圖書的出版和發行；為致力於兒童和兒童文學事業的人們提供援助和培訓；推進兒童文學領域的研究和學術事業的發展」。IBBY 與許多國際組織和世界各國的兒童讀物機構進行合作，並常年在義大利波隆那國際兒童圖書展和其他的國際書展上舉辦展覽。每兩年舉辦一屆IBBY 世界大會，不僅有主題演講、專題論壇、研討會等，頒發世界上最權威的兒童文學獎項—國際安徒生獎，並創辦了國際兒童文學雜誌—書鳥（Bookbird）雜誌和國際兒童圖書節。IBBY 是關於世界兒童閱讀的最具權威組織，分支機搆遍布世界各地，目前已有 70 多個成員國(圖1)，國內因尚未有臺灣兒童讀物聯盟(TBBY)成立，因此還不是會員國，值得積極催生參與。
對許多特殊需求兒童和青少年而言，他們無法像大多數人一樣，可以毫無困難的閱讀一本普通的書，有時候，甚至很難在市面上找到一本適合他們閱讀的書籍。他們所閱讀的書常得經過特殊設計和挑選，以及特定的文字或藝術品質，如此，書中的設計、語言、情節結構和圖片，才能符合他們的特殊需求。
IBBY為全世界特殊需求兒童和青少年推薦適合閱讀的書籍，其位於多倫多公共圖書館的特殊需求兒童和青少年讀物中心（Documentation Center on Books for Young People with Disabilities，以下簡稱「特需讀物中心」）含有大量國際藏書，這些書籍是由IBBY在各國家的分會、獨立專家和一些出版社所挑選而出，適合特殊需求兒童和青少年閱讀。
圖1.IBBY展示2019年度優秀殘疾青少年精選讀物於上海國際兒童書展專屬展區
創辦特殊需求兒童和青少年讀物中心
IBBY身障主題的藏書是發想自托迪絲·約賈斯特(Tordis Ørjasæter)。當時聯合國訂定1981年為國際身障者年，Tordis Ørjasæter希望藉此可以給予身心障礙兒童一些實質或心靈的幫助，其中包含一些優良讀物。1981年IBBY在挪威首度展出一系列「特殊書籍」 (special books)，這一系列的書籍也促使了日後IBBY特需讀物中心(IBBY Documentation Centre)的設立。1985年IBBY特需讀物中心設立於奧斯陸大學的特教學系，由Nina Askvig管理至2002年其退休，在這之後文獻中心便搬遷至貝魯姆市區的豪格學校資源中心(Haug School and Resource Centre)，並由Heidi Cortner Boiesen管理，並於2012年Heidi退休後，再次遷移至多倫多公共圖書館，此為IBBY特需讀物中心的新地點。
該中心為各種從事特殊兒童相關工作的團體、研究人員、教師、學生、圖書館員、出版商、作家、插畫家、決策者和媒體提供資訊、諮詢和檔案服務。該中心開展的各項國際專案，得到了聯合國教科文組織、出版商和 IBBY 的支持，永久性館藏超過40 種語言和3,000本以上有關或適用於特殊兒童的圖書。這些來自全世界數量眾多的出版品，描述主角為青少年或兒童且有身心障礙的故事或小說，內容包含特殊閱讀形式，例如：平板電腦、點字、手語、觸摸書等等，適合發展遲緩、語言與閱讀障礙者閱讀。每隔兩年，IBBY各國家的分會將推薦一些適合特殊需求兒童與青少年閱讀的好書，並增加到精選藏書之中。這些精選書籍（超過50本）已編列至目錄中和簡要的介紹。歷年的評註版的目錄印刷本可以向IBBY秘書處申請，2019年(目前最新)的目錄冊已可線上取得Outstanding Books for Young People With Disabilities 2019。
IBBY豐富的藏書，可以透過www.torontopubliclibrary.ca連結，使用搜尋引擎搜尋書籍名稱、作者、主題、格式、關鍵字和語言來取得線上資源，並由多倫多公共圖書館在紐約的分部主辦，提供豐富實際操作的書籍；以兒童及青少年文學在此專門領域的發展演進為主的研究機會，提供楷模，鼓勵以特殊形式來做書籍的結構設計；並為教師、家長、照顧者和圖書館員提供想法與書單選擇，優良書籍供相關領域的作者與繪者研究。可點選以下短片： A Day in the Life at TPL with Rick Mercer，有兒童圖書館員萊·圖琳娜(Leigh Turina)和計畫主持人介紹。
上述提到2012遷移到多倫多，2013年系列藏書經過收錄編輯成《特需兒童圖書：附說明的手冊目錄》（Books for Disabled Young People : an Annotated Bibliography）後，展示於多倫多北約克中央圖書館的兒童分區。手冊延續了1997年IBBY的計畫：「適合特殊需求兒童和青少年閱讀的優良書籍」。2011/2013年評選出來的書都先於波隆那童書展展出，接著再於世界各地展出。2014年2月，IBBY發起計畫將青少年身障者書庫從挪威搬遷至加拿大多倫多，期望將高品質的書籍帶給世界各地的兒童及青少年。每兩年，IBBY 成員國就會提名一些讀物，加入上述藏書，最為傑出的 50 本圖書被選出集結成冊，在全世界範圍內推薦。從 1997至 2017 年已整理出 11 個系列，推薦了 550 部兒童文學作品。
閱讀書籍可以為孩子打開全新的世界，讓特殊需求孩子知道世界上有其他和他們相似的人，有共同的喜好、共同的恐懼。
該中心推廣的途徑有如下：
1.舉辦特殊兒童讀物展覽，吸引更多的作者、插畫師、出版商、教師等相關從業者參與特殊兒童讀物的創作、發行、推廣。同時，也提供作者們互相交流和觀摩學習的平臺。
2.經由提供評選藏書的機制，吸引優秀作者和插畫師將特殊需求兒童和青少年納入自己的創作方向，並且透過特需讀物中心的創立，三十多年的發展歷程，已彙集了大量的優秀的作品。
許多人在這浩大的工程中，付出自己的愛心與力量。這些書一抵達多倫多，就會送給一些有多語言能力的讀者閱讀，其中許多讀者是在多倫多公共圖書館擔任兒童部門的館員。必要時候其他讀者也會提供協助，例如安大略讀書館協會森林閱讀計畫(Ontario Library Association’s Forest of Reading programme)的人員也會幫忙審閱，或是加拿大國家盲人學會(CNIB, the Canadian National Institute for the Blind) 這類與青少年身障者合作過的機構。
通常一本書不只一人閱讀過，這些審閱人員會提出書面評論，並經常與計畫的首席圖書館員萊•圖琳娜(Leigh Turina)直接對談，提供他們對書籍的看法與提問。其他館員則會上網到專門網站，搜尋書籍的相關評論和作者、繪者、出版社、相關團隊的資訊。接著，評選委員組織一個小團隊，共同審閱蒐集到的資訊，進行討論與選擇，通常在討論過程中需要做更多研究，或是再回頭與審閱人員討論才能做最後決定。以2019年為例，好書徵選歷程共有169本書提出申請，這些書籍來自26個國家，共24種語言。以下介紹讀者們可在網站上連結閱讀的推薦書。
簡介2011年推薦的12本書
以下介紹網站大家可下載2011年推薦手冊，分類簡介12本推薦讀物(圖2)。
圖2. IBBY Collection of Books for Young People with Disabilities(資料來源)
圖片由臺灣麥克、維京國際提供
一、聽障兒童使用符號學習語言，手語是他們主要的語言工具
1. Raccontare con le parole e con le mani [Tell me with words and with your hands]【請用您的雙手與文字和我對話】
作者：Marisa Bonomi
這一系列繪本有許多不同語言的童謠韻文和歌曲，其中包含義大利手語。這本書除了設計給有聽覺障礙的兒童之外，書中的韻文也很適合一般兒童。因此，身障兒童與身心健全的兒童可以一同享受這本書的樂趣。
2. Hauska matka[A joyful journey]【快樂旅程】
作者: Susanna Huikan
這是一本芬蘭繪本，裡面增加了布列斯符號(BLISS symbols)在標準文本的旁邊。布列斯符號是沒有發音系統的圖像文字，可以幫助語言障礙的兒童進行溝通。其他心智障礙的兒童也會使用布列斯符號，利用組合起來的圖案或圖像來溝通。這本書除了生動有趣的圖片，還有布列斯符號搭配標準文本，可以滿足不同能力與需求的兒童。
3. Cappuccetto Rosso [Little Red Riding Hood]【小紅帽】
作者：Peppo Bianchessi
這是繪本版的經典童話故事。這本書在一般文字旁邊增加了圖形溝通符號（Picture Communication Symbols，簡稱PCS），可以幫助任何有文字理解困難的兒童，也能幫助任何嘗試學習外語的人。
二、觸摸書對視障兒童非常重要，可以刺激他們的觸覺和辨認並詮釋形狀的能力，更能幫助他們日後學習點字(圖3、4)
圖3. 點字書(IBBY於2019年上海國際兒童書展展示用書)
圖4. 特殊型式點字書(IBBY於2019年上海國際兒童書展展示用書)
對視障兒童而言，觸摸書裡的插圖通常很淺顯易懂，並能幫助他們發展語言。然而對於那些天生全盲的兒童，並非所有的觸摸書都容易理解，因為他們自出生以來沒有任何的視覺經驗。因此為使他們容易理解，突起的圖片不僅要清晰，還要有一些他們所熟悉的元素在裡面，例如圖片的形狀、大小和質地。全盲兒童有時無法了解書中所有的圖片，或有時需仰賴其他看得見的人幫忙，但是這並不影響他們享受觸摸書的樂趣。然而，對於全盲兒童來說，能有一本書讓他們能自發地閱讀是很重要的。有一些觸摸書有小小的、簡單而抽象的幾何圖案，相較於一般普通的圖案，這些對於沒有視覺經驗的兒童來說更容易理解。此外還有一種觸摸書叫做布書(cloth book)(圖5、6)。
圖5. 特殊型式的布書(IBBY於2019年上海國際兒童書展展示用書)
圖6. 特殊型式的布書/ IBBY於2019年上海國際兒童書展展示用書
4.Goin’on a Bear Hunt 【我們去獵熊】
作者：Suzette Wright
這本繪本在印刷字旁邊增加了點字，還有逼真的圖像與簡單的突起線條。書中還有讀者導讀，幫助讀者閱讀故事。
5.Abc
作者Lynette Rudman 所著的這系列書籍非常適合視障或全盲的兒童，引導他們認識觸覺圖形。對視力健全和視障兒童來說，都很容易閱讀。這系列書籍適合未學過點字或在初學者階段的兒童，書中有點字的所有字母表，還有放大加粗的印刷字，配合可觸摸圖片，將來還會出版英文、法文和義大利文的版本。這系列書籍以不同的方式，像是書的質地、格式和觸覺圖片，來滿足不同感官需求的兒童。
三、閱讀障礙的兒童常需花上許多的時間與努力，才能了解文字的意義
為了鼓勵他們閱讀，我們必須考慮書籍的內容是否容易閱讀、夠有趣且符合他們的年紀。
6.Pass deg, Line [Watch out, Line]【小心，線條】
作者：Marit Hoem Kvan
非常適合青少年或年紀較長且有智能障礙的人閱讀。
7.Mon hippopotami [My hippo] 【我的河馬】
作者：Janik Coat
這本書以非常有趣的方式，教兒童關於相反的概念，適合年紀較小的幼童或有閱讀障礙的兒童閱讀。
8.In front of my house【我家門前】
作者：Marianne Dubuc
這是一本頭尾循環的書，適合給喜歡從圖片聯想圖片的兒童閱讀。
9.Out of my mind【聽見顏色的女孩】
作者：Sharon M. Draper
描述當有個人坐在輪椅上流口水，無法說話也不能控制自己身體時，常常被視為沒有價值且不重要的人。書中文字會告訴你事實並非如此，主角玫樂娣就是這樣的人，但是在她裝上機器Medi-talker時，她表達自己的想法和感受，展現自己豐富而敏銳的內在，讓我們知道我們不能以外表來評判一個人。
10.Torrie & the Snake Prince【托里和大蛇王子】
作者：K. V. Johansen
這是一本奇幻小說，書中有魔法、欺瞞、幽默的元素，故事中的小販嫘恩了解到英雄並非天生，而是靠後天努力而誕生的。
11.Terre de glaces [Land of ice] 【冰原之地】
作者：Louise-Michelle Sauriol
這個故事非常容易閱讀，內容講述一個失聰的女孩在北魁北克區的的冒險故事。
12.Boy in motion 【追夢男孩】
作者：Alinslie Manson
這是本非常勵志的書，講述一個男孩因為發生了一場意外，導致半身不遂且必須坐在輪椅上。然而他並沒有因此放棄夢想，並繼續做他喜愛的運動。
從閱讀開始讓融合成為可能
IBBY是國際型的組織，目前在79個國家設立部門，涵蓋多樣的語言和範本反映出IBBY全球性的網絡(圖7、8)。因此，選書的標準展現出文化多元性，從近期出版品尋找其中最優秀的書籍。來自世界各地的書籍，可以提供讀者知道那些書可以取得資訊。同時，其他國家的作者、繪者、出版社也能從中得到啟發與靈感。IBBY針對青少年身障者的選書，並不是要搜括世界上所有關於身心障礙、醫療資訊和特殊器材的書，而是專注於繪本和小說，並且書中的內容在於鼓勵兒童或青少年，勇於踏入這個現實世界。這裡的「現實世界」可能與他們所認知的世界非常不同。
圖7. IBBY於2019年上海國際兒童書展專屬展區展示用書介紹
圖8. 多樣性殘疾畫象圖書(IBBY於2019年上海國際兒童書展展示用書)
聯合國宣布1981年為「國際身心障礙者年」，當時其中一項主要的理念為「全心全意的參與和平等」，其意義在於：殘障人士擁有活出自我並參與社會發展的權利。從那年開始，我們可以看到許多國家對身心障礙者的態度轉變，在IBBY的青少年身障者藏書中，我們也見證到了其在流行文化中的進展，特別是青少年書籍。以下是IBBY提出的一些趨勢：
一、對身障人士的描繪
有更多繪者在創作兒童繪本時，會描繪具有身體障礙的兒童。以前我們可能只會在一群小朋友的圖片中，看到一個象徵性坐著輪椅的小孩。現在，我們則會看到不同的兒童戴著眼鏡、耳蝸植入器、助聽器和其他裝備，也有患著唐氏症和各種智力障礙的兒童和與青少年。除了這些改變，我們還能看到更多有身心障礙的虛構角色，他們在劇情中可能是主要角色或次要角色，書中越來越多身障人物的出現，也反映出他們在社會上的角色逐漸改變。另外值得高興的是，他們已成為常態，而非一種典型的期待。我們也發現，一些書籍有大量出版市場，會在學校書展販賣，其中書裡都有身心障礙的角色，能促進一般人士對於身心障礙者的認識與態度的轉變。
二、容易閱讀
許多歐洲國家出版的一些書籍，閱讀對象是學習困難、發展遲緩或智能障礙的兒童、青少年或成人。這些書的文字經過簡化，但不是給學齡前的兒童閱讀，而是根據主題或內容，給適當年齡的人閱讀。這些書的文字、頁面排版、句子、段落、篇章結構都經過簡化設計，讓讀者容易閱讀。當這些內容已經變得容易閱讀與理解，有智能障礙的人也有權利取得資訊。另外，這些資訊經過簡化後，也能讓許多其他的人受益，像是第二語言學習者或覺得內容很難讀懂的人。
三、文字語言的稱謂
對於「身障」這個詞的運用，也反映出我們態度的轉變。許多國家想要表示他們社會對身障者態度的轉變，於是用委婉用語來形容他們，像是有「特殊需求」(special needs)或有「不同能力」(differently able)。另外有些團體或個人則倡導大家直接說出殘疾或身障，而不要使用委婉語。也許不一定要有一個共通的用語去形容身障人士，畢竟不同的國家有不同的文化，就像我們每個人也都不同，可以選用比較有益的方式表達。
四、從童書中發展身障認知
雖然IBBY身障者藏書的建立，是為了鼓勵大家出版更多的書給兒童或青少年身障者閱讀，但我們也可以注意到，其實有廣大的讀者像是家長或是教育人員，他們都在尋找有關不同身障類型的書籍。而這就是幫助我們前進最棒的方式。
結語
身為一般讀者或是特需人士，從閱讀的過程中，能發現世界上還有許多事情是我們不知道的，或者，了解世界上還有其他相同經驗、感受和需求的人，而不再感到孤單；身為教育者的老師或家長，我們可以利用這些書和孩子們共同討論、激發不同的想法。筆者在繪本研究30年經驗，發現繪本或小說中鮮少有身障族群在科教機構的場景或參與科學探究的主題或主角。在2019年上海國際兒童書展發表：「繪本在特殊教育中的教學」，提及在早期療育和特殊教育學校帶領教師專業社群的經驗中，發現繪本對於發展遲緩和特殊需求學生有人際互動，認知提升和生活適應等的成效。筆者因緣際會與IBBY秘書長 Liz Page 女士交流國際特殊兒童閱讀教育現狀與未來發展趨勢(圖8)，並與伊朗分會代表研討布書製作與推廣經驗。本文亦呼籲博物館、文化部和兒童文學界能予重視，蒙秘書長首肯願意私下抽空來台交流，期待成立TBBY符合資格能參與IBBY，讓臺灣在國際閱讀組織間不缺席。
圖9. 作者與IBBY秘書長 Liz Page 女士於2019年上海國際兒童書展合影
參考文獻 文化部(2020)。文化平權。
劉淑雯，游惠如和蔡易儒(2012)。注意力缺損過動症兒童社會能力之影響。臺灣職能治療研究與實務雜誌，8(2)，113-124。
黃靄雯、劉淑雯、廖華芳(2013)學齡前發展遲緩兒童之「參與」及其測量。物理治療，38(1)，16-28。
劉淑雯、黃靄雯、朱凱鈺、蔡易儒、黃雅玲、歐蓓縈。童學繪-繪本療育創新手冊。2013。台北:財團法人王詹樣社會福利基金會。
劉淑雯和歐蓓縈(2014)。用繪本協助特殊需求生學校生活適應能力，教師天地，192(10)，38-40。Collection of books for young people with disabilities 網頁
Boiesen, H. (2013). The IBBY Documentation Centre of Books for Disabled Young People: A short overview. Bookbird: A Journal of International Children’s Literature, 51(4), 74-78.
Boiesen, H. E. (n.d.). knowing your neighbor-the special children.
Boiesen, H. E. (n.d.). Can books make a difference?
IBBY home.
Ørjasaeter, T. (1981). The role of children's books in integrating handicapped children into everyday life. Unesco.
誌謝 再次感謝臺灣麥克以及
維京國際授權或提供精美繪本封面照片，為推動科普繪本提供助力 !
劉淑雯
臺北市立大學師資培育中心助理教授
STEAM創意教具研發--貓頭鷹密碼鎖
文/黃琴扉
前言
兩個（一個換行，一個空一行），段落之間固定多空一行 --> 從工業革命以來，人類在科學與科技上長足進步，也讓知識與資訊量呈現爆炸式的成長。為了探究自然界的原理原則，科學與數學持續被深度鑽研，為了提升人們的生活品質與工作效率，機械與科技也在數十年間飛躍跳升。整體而言，在世界快速變遷的當代，如何運用統整式科學能力解決問題，將是未來人們是否能適應環境變遷的指標能力，也是奠定一個國家根基與實力的重要因素之一。
教育的本質，不外乎是培養個體問題解決的能力，讓人們可以統整自身的知識、技能與情意動機，解決生活中的問題。然而，真實生活中的問題涉及的面向十分多元，僅用單一領域很難抽絲剝繭地獲得較佳的解決方案，因此跨領域的學習非常重要(Flounders, Gates, Heffner, Lawler, & Pardini, 2018)。而在跨領域思維的訓練中，Cook和Bush (2018)指出，運用STEAM方式學習，並從中培訓學童的設計思考(design thinking)將有助於協助學童提升跨領域思維，並增進具有創意的問題解決方式。
STEM(Science,Technology, Engineering and Mathematics)的概念是在二十世紀由美國國家科學基金會當時的主席Rita Colwell提出(Marshall, 2015)，其主軸思維是整合科學、科技、機械、數學多元化知識面向與概念，形成融合式基礎教育，讓學習者能將知識進行統整與應用(黃琴扉，2019)，然而，許多科學家與教育學者認為，人們在學習科學與科技的過程下，若忽略了生命之美與生活美學的融入，則科學與科技將會與生活脫鉤，因此為STEM注入了藝術(Art) 的元素，演變為當今STEAM的定義與內涵。
為了結合教育初衷，並強化STEAM教育的推廣，讓更多學習者在具備統整思維下發揮創客精神，增進設計思考與系統思考之能力，作者從2018年開始，藉由跨校、跨領域、跨單位整合，由國立高雄師範大學、南臺科技大學、國立臺灣科學教育館、國立科學工藝博物館、創藝天時有限公司、喜鵲與山文創整合公司等共同合作，創建一系列的STEAM教具與教材教法。非常有幸獲得國立臺灣科學教育館的支持，在本刊持續分享團隊創作的教具與教材教法。
本文介紹的STEAM教具是「貓頭鷹密碼鎖」。此教具的發想來自於一位國小學生的疑惑。在本文作者辦理營隊過程中，經常將教具放置於行李箱中，並用密碼鎖簡單鎖上便於攜帶。某次辦理營隊過程中，有一位國小學生詢問密碼鎖的原理到底是什麼，為什麼轉一轉數字就可以鎖上？轉對數字就可以打開?作者當下詢問了該營隊的學生，但沒有同學知道當中的原理，為了讓學生們能透過動手實作釐清密碼鎖的原理，本團隊旋即開發了「貓頭鷹密碼鎖」教具。
符合2D、3D空間轉換、STEAM及創客概念的「貓頭鷹密碼鎖」教具與課程
本團隊開發的「貓頭鷹密碼鎖」教具與課程，主要包含三個教學主軸，第一是協助學生提升2D(two-dimension)、3D(three-dimension)空間轉換能力；第二是透過STEAM教學原理，協助學生培養跨領域整合思維；第三則是融入創客理念，讓孩子有自由創作與發揮的空間，並且可以透過自選的部件，逐步釐清機械學原理原則。
首先，先談談本課程為何論及學生2D、3D空間轉換能力的培養。本課程在開發之初，原本以3D立體積木組合的概念進行「貓頭鷹密碼鎖」作品設計，但是作者在多年的研究中發現，許多學生在2D與3D的空間轉換上容易產生困擾(Huang & Liu, 2013)，這樣的空間轉換困擾容易導致孩子不會看平面地圖，或是看了平面地圖卻無法找到正確的路；此外，2D、3D空間轉換，對於數學幾何圖形的學習，或是化學結構式中二維與三維結構的分辨，都是十分重要的能力，因此，本團隊在研發過程中，首度嘗試將2D、3D空間轉換的練習融入教具中。
在2D、3D空間轉換概念上，本團隊將「貓頭鷹密碼鎖」作品改良為2D面板式材料，組裝手冊也以平面繪圖搭配文字說明，讓學生在自行組裝過程中，能練習如何從2D平面式材料轉換為3D立體式成品；而本課程講師在授課過程中則會在幾個重要關鍵步驟上，引導學生仔細觀察與反思，理解自己手中的2D材料是如何架構成3D成品，如圖1。
圖1. 學生領取到的是2D平面材料版與2D平面繪圖說明書，需要自行動手做，嘗試將2D材料組裝成3D立體成品
其次，本課程建構在STEAM教學原理之上，期待透過教具與教師教學的引導，協助學生培養跨領域整合思維。本課程的核心觀念，包含轉軸組裝與橡皮筋彈力之間的力學概念 (S:科學)、古代鎖具到現代密碼鎖發展(T:科技)、密碼設定與轉軸之機械運行原理(E:機械)，自行彩繪貓頭鷹密碼鎖(A:美學)以及密碼數字排列組合 (M:數學)。最後，本課程融入創客理念，讓孩子可以自己選擇自己想要的密碼數字，透過密碼開鎖的機械學原理教學，讓孩子組裝「自己選擇的密碼」之密碼鎖，除了可以引發學生的強烈學習動機，也具備自由創作與發揮的創客精神。本文根據上述教學理念，逐步分析如表1。
表1. 本課程教具、核心原理及STEAM連結對照表
本課程採用結構式探究模式進行教學引導
在本課程教材教法的設計上，本團隊運用結構式探究進行教學引導。鍾靜(2015)提到探究是一種透過尋找問題與解決問題的歷程，以了解事物過程與原理的深度思考模式。換句話說，當學生想了解「為什麼我們可以自行設計自己的密碼，而且轉對密碼就可以開鎖」的問題時，讓孩子透過自行探索而解決疑惑，這樣的過程就是探究。而Golombek和Johnson(2017)也指出，當學習者參與探究課程時，可以協助教學者與學習者重新組織自己的背景知識與經驗，並獲得多元成長。有鑑於此，本團隊在進行教學引導時，採用探究式教學理論，期待協助學生達到空間轉換與跨領域統整知識與技能。
美國國家科學教育標準(NRC，1991)指出探究活動基本組成成分，包含觀察、提出問題、提出假設、收集與分析資料與證據、詮釋資料獲取結論等步驟。但是，依據不同的教育目標，探究式教學應適性調整。鍾靜(2015)的研究針對過去的探究式教學進行彙整，指出探究式教學應可包含食譜式探究(cookbook activities)、結構性探究(structured inquiry)、引導式探究(guided inquiry)與開放式探究(open inquiry)等不同模式；其中食譜式探究教著重學生的技能培養與減少實驗誤差，所以強調學生在問題、材料、方法及結果上，均應與擬定的教材相同。此外，結構式探究則讓學生了解起始問題，並提供學生材料，但問題解決的方法與結果，則是開放式的；再者，引導式探究則是僅提供學生初始問題，學生必須自行尋找研究材料與方法，並可能衍伸出不同的研究結果。最後，開放式探究則是由學生自行提出起始問題，並自行設計與完成所有研究，最後提出研究結果。
本課程根據上述理論，採用結構式探究進行教學引導，其主要原因有二；其一，本課程涵蓋的學生族群是國小中年級以上，考量學習者的年齡層較低，具備的基礎知識與技能尚未完備，因此需要更多的引導，因此採用結構式探究教學；其二，本課程的起始問題界定明確，材料也由本團隊研發並提供以教學，因此在本課程的大方向上難以提供全開放式的探究。但是，學習者在自行組裝的過程中，必須自己找到組裝方法，且組裝後的密碼組合與成品都是不同的，因此屬於開放式多元結果。整體而言，符合結構式探究模式的教學精神。本文根據結構式探究模式彙整出本課程教學操作模式，如表2所示。
表2. 根據結構式探究模式彙整出本課程教學操作模式
結論與延伸課程建議
面臨快速變遷的世界，要讓現在的孩子適應未來、並具備問題解決能力，即需要透過新型態跨領域整合的教育模式；新型態的教育模式應具備「刺激學生的多元思維與創造力」、「跨接理論與生活應用」和「保有知識、技能與態度上的彈性」，才能培養學生快速自我調適以符合世界的需求。
為了落實跨領域思維統整，本團隊教具與課程研發人員由跨校、跨領域、跨單位組成，結合教具的教育性、實用性、與趣味性研發而成「貓頭鷹密碼鎖」課程，該教具與課程在教學過程中獲得參與學生高度評價，且國小中年級以上的學生絕大多數均可完成作品並習得多元知能，是一套可落實跨領域STEAM教育的教具與課程。
該教具與課程之教育性、應用性與趣味性，已如上述。在教學變化上，則可延伸以下活動方案：
一、延伸課程：我與貓頭鷹的約定
在本延伸課程中，可引導學生寫下對自己的期許與約定，鎖在密碼盒中，一個學期後再開啟，檢視自己的目標達成率與成長；藉此提升學生的學習情意與自我成長。
二、延伸課程：暗鎖設置機械學原理
在本延伸課程中，可引導學生發揮創意，自製暗鎖。當學生學習完鎖具的概念後，即可運用2D平面材料剩下的木片餘屑進行裁剪與設計，自行設置暗鎖；如此一來，即使密碼鎖被破解，也不容易將密碼盒開啟。此為機械學原理的進階課程，可運用於國中或高中教學。
誌謝 本科普教具與教材教法開發，感謝：科技部「科普活動計畫案(MOST 107-2515-S-017 -003 -)」支持，以及南臺科技大學機械系黃晟豪助理教授、國立科學工藝博物館蕭國鴻研究員、創藝天時林寬禮總經理及團隊、喜鵲與山教學團隊全力協助與支持。
參考文獻 Cook, K. L., & Bush, S. B. (2018). Design thinking in integrated STEAM learning: surveying the landscape and exploring exemplars in elementary grades. School Science and Mathematics, 118, 3-4, 93-103.
Flounders, W., Gates, J., Heffner, S., Lawler, M., & Pardini, J. (2018). A system thinking approach to redesigning the patient experience to reduce 30 day hospital readmission. JHN Journal, 13(2), 1-9.
Golombek, P. R., & Johnson, K. E. (2017). Re-conceptualizing teachers’ narrative inquiry as professional development. Profile, 19(2), 15-28.
Huang, C. F., & Liu, C. J. (2013). The effects of chemical element symbols in identifying 2D chemical structural formulas. New Educational Review, 31(1), 40-50.
Marshall, A. (2015). Industry and trade. Patna: Vani Prakashan.
National Council of Teacher of Mathematics(NRC) (1991). Professional standards for teaching mathematics. Reston: VA.
黃琴扉 (2019)。帶得走的STEAM課程設計：古機械鐘創意課程。科學研習月刊。
鍾靜(2015)。以探究教學提昇學童數學概念之深度和廣度。國民教育，55(1)，126-139。
黃琴扉
國立高雄師範大學科學教育暨環境教育研究所助理教授
看數據談氣候
文/盧孟明
聯合國秘書長安東尼歐·古特瑞斯(António Guterres)在2019年9月23日邀集政府、金融、商業、民間團體等各界領袖召開氣候行動峰會(United Nations Climate Action Summit)，用科學數據提醒全球氣候正在加速變化，企圖為《巴黎協定》爭取更多支持。聯合國世界氣象組織(World Meteorological Organization, WMO) 在峰會發表了《2015-2019年全球氣候報告》(The Global Climate in 2015-2019；以下簡稱《氣候報告》) [1]，本文以這份報告引用的數據簡介值得全球關注的氣候變化和影響。
ＷＭＯ是運用科學儀器監測氣候的全球領導機構，實際執行觀測的體系稱為全球氣候觀測系統(Global Climate Observing System, GCOS)，國際間決定以其中的55個基本氣候變量作為氣候指標，提供每年監測數據和每五年全球氣候報告作為量化氣候現況的科學基礎。關於全球氣候指標請有興趣的讀者參考本刊第58卷第5期的《熱浪洶湧的夏天》的介紹。
《氣候報告》呈現的全球氣候變化現況包含：
溫室氣體濃度增加
全球氣溫升高
海平面升高
海洋暖化
海洋酸化
極區海冰範圍縮小及冰河消融
極端天氣事件和重大災損發生頻繁影響增大
溫室氣體濃度增加
大氣中主要的溫室氣體有水汽(H2O)、二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、氧化亞氮(N2O)、氟氯碳化物(CFCs)、臭氧(O3)。作為指標性的溫室氣體濃度關鍵數據以空氣裏含量較大的CO2、CH4、N2O為代表，這三種溫室氣體造成的溫室效應分別占大氣總體溫室效性的66%、17%、6%。
人類運用科學儀器直接監測溫室氣體在20世紀中期才開始，第一個觀測站由美國海洋與大氣總署(National Oceanic and Atmospheric Administration, NOAA) 在1958年於夏威夷設立毛納羅亞天文台（Mauna Loa Observatory），早期僅測量CO2的濃度，在1980和1990年代才開始穩定觀測CH4和N2O。毛納羅亞天文台在2020年1月測得CO2濃度為413.40ppm (part per million/百萬分率，即一百萬單位體積氣體中含有413.40單位體積的二氧化碳)，比2019年1月多出2.57ppm，從1958年至今的CO2濃度清楚顯示持續上升的特性（圖1）。
1958年3月至2020年1月在美國夏威夷Mauna Loa測站量到的二氧化碳(CO2)濃度(單位：百萬分率ppm)。紅線是每月的測量結果，黑線為減去二氧化碳氣候平均的季節變化之後的結果
資料來源：圖片摘自 Earth System Research Laboratory/Global Monitoring Division: Trends in Atmospheric Carbon Dioxide
大氣的CO2濃度上升速率和人造CO2的增加速率相當吻合，目前測量到的數據已相當確定人造CO2的排放是造成大氣中CO2濃度增加的主要因素。2015-2019年人造CO2全球總量達20.7兆噸以上，高於2010-2014年的20.0兆噸。在2011年之後，CO2、CH4、N2O都以平均每年增加18~21%的速率增長(表1)。
表1. 地球大氣的二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、氧化亞氮(N2O)濃度與變化
註：濃度單位：CO2為ppm (part per million，百萬分率)，CH4為ppb (parts per billion，十億分率)，N2O為ppb。增長率單位：CO2為ppm/year (每年增加ppm)，CH4為ppb/year，N2O為ppb/year。增長率是以2015-2017平均濃度和2011-2015平均濃度的差值計算，工業化以前的濃度是指1750年以前的平均濃度。
資料來源：《2015-2019年全球氣候報告》表1
全球平均氣溫
2015~2019年是1880年有儀器紀錄以來最溫暖的五年(圖2)，平均氣溫相較於工業化之前(1850~1900)大約高出1.1°C左右。雖然陸地上因受地形影響氣溫變化比較複雜，溫度估算必須考慮的因素甚多，近五年全球普遍偏暖是明顯的事實。在格陵蘭南方的北大西洋、東印度洋、西非近海以及南太平洋40°S以南的一些區域近五年海洋上的海表面溫度比1981~2010年冷，但多數區域明顯偏暖。簡言之，全球暖化無庸置疑是近五年氣候變化最明顯的特徵。
海洋變化
1.海平面上升
海洋是地球氣候系統的核心部分，指標性的變化包括海平面上升、暖化、酸化三部分。衛星觀測在1993年左右開始之後才有比較準確的全球平均海平面高度資料，圖3顯示1993年以來海平面的平均上升速度為每年3.39毫米，最近五年(2015~2019)則以每年5毫米高於平均的速度上升。1997~2006年的平均上升速度為每年3.04毫米，2007~2016年的速度為每年4.36毫米，有科學研究證實陸地上的冰河大量融化是造成後期上升速度較前期快的主要原因。
圖3. 1993~2019年衛星觀測的全球平均海平面高度，扣除季節變化並以6個月滑動平均平滑後的時間序列圖(陰影區域表示估算全球平均海平面高度的90%信心水準，虛線為觀測資料校準之後重新計算的結果)
資料來源
2.海洋暖化
由於海水的熱容量遠大於空氣，人為因素造成大氣暖化再由大氣向地表輻射的能量至少有90%被海洋吸收了，這個結果從2005年之後有比較好的觀測資料估算全球海洋熱含量得到證實。近15年全球海洋熱含量以2018 年最高，2017年其次，2015年第三，2016年也高於2015以前的年份。因此，2015~2019年是有儀器觀測紀錄以來全球海洋熱含量最高的五年。
3.海洋酸化
海洋除了吸收大氣向下輻射的熱量，也吸收了大氣向下傳送的CO2。人為排放的CO2每年約有30%最終落入海洋，成為海洋酸度升高的主要原因。圖4是美國NOAA在夏威夷觀測的大氣中CO2 濃度和海水中CO2濃度和酸度，CO2的pH值越低表示酸度越高，可見2015年之後的海洋酸度明顯高於2015年以前。海洋酸化造成貝類與珊瑚的大量死亡，嚴重影響海洋生態，是氣候系統監測項目中極重要的一項。
圖4. 海洋CO2濃度(綠色線)與酸度(藍色線)和大氣CO2濃度(紅色線)的關係(海洋資料觀測站Station ALOHA和大氣資料觀測站Station Mauna Loa 位置顯示在圖中) 資料來源
冰圈
1.極區海冰範圍縮小 2015~2019年在南北極的海冰範圍與1981~2010年平均值相比都明顯減小。1979年開始由衛星觀測海冰範圍，看到海冰覆蓋範圍隨季節變化明顯，在夏季結束的月份也就是北半球為九月南半球為二月時極區海冰範圍最小，而在冬季結束的月份也就是北半球為三月南半球為九月時極區海冰範圍最大。海冰範圍變小的趨勢在北極比南極明顯，在海冰季節性覆蓋範圍最小的月份也比其他月份有更明顯的縮小趨勢。1979~2018年期間北極九月的海冰範圍平均變化速度約為每十年減小12%，而三月海冰範圍的變化速度是每十年減小2.7%。南極海冰範圍在2015年以前沒有明顯的變化趨勢，但在2016年之後每一年的二月海冰範圍都小於1981~2010年平均值，2017年達到1980年以來的最低值而2018年為次低，2019年仍低於2016年紀錄，是否在2020年之後還會持續偏低？有待繼續觀察。
2.冰河消融 除了監測海冰範圍的變化，陸地上的冰河消退也是氣候監測的重要指標。圖5顯示冰河總質量相較於1976年的逐年累計的差值，呈現2000年之後冰河加速消融的事實，2000年之後的消失速度大約是1990年以前的兩倍。近十年冰河減少的質量據估計至少有30兆噸，能造成海平面每年上升0.8毫米的變化。
此外，北半球陸地積雪面積在1980年代中期之後也較之前明顯減少，減小幅度各個月份不同，五、六月的變化最顯著。
降雨
雨量監測數據顯示2015~2019年比之前五年更濕，可能是氣候的自然變異，不同區域之間的差異相當大。明顯偏濕的區域包括非洲、不包含印度的亞洲、澳洲西南部、南美洲南部等地區；明顯偏乾的區域有非洲南部、印度季風區和在阿拉伯海與波斯灣北方的陸地、歐洲、北美中部和東北部、澳洲北部和東部。
極端事件
氣候變化對社會和經濟的衝擊主要是藉由氣候中極端事件造成的影響，這些極端事件有快速變化的劇烈天氣如：颱風、洪水、熱浪，也有緩慢變化如：乾旱。
2015~2019年死亡人數最高的氣象災害是「熱浪」，還有伴隨熱浪而至的「野火」。數據顯示近年來在北極、格陵蘭、亞馬遜雨林區發生的野火帶有氣候變化加劇的警訊， 2019年六月北極野火釋放到大氣的CO2總量有5千萬噸，比2010-2018年北極野火釋出的總量還多。
2015~2019年造成最大氣象災損的天氣系統是「颱風」，以2017年大西洋颶風哈維(Harvey)造成超過一千億美元災損的金額最高，死亡人數則以2019年三月在印度洋生成的伊代(Idai)颱風造成非洲1,303人死亡的人數最多。影響最大的極端天候主要有七種類型：颱風、極端降雨和洪水、龍捲風和其他中小尺度風暴、熱浪、乾旱、野火、寒潮，從《氣候報告》列舉的嚴重事件來看在亞洲以極端降雨和洪水的發生比例明顯高於其他區域，乾旱發生比例明顯低於其他各洲。
量化人類造成的氣候變化對極端事件發生機率的影響是近幾年興起的研究領域，稱為「極端事件歸因」(attribution of extreme events)。2019年美國氣象學會會刊出版的特輯[2]有研究分析了2015~2017年發生的77個極端事件個案，發現其中62件的發生機會可因人類活動造成的氣候變化影響而增加，熱浪和野火事件全數脫離不了人為的影響。維持時間較長發生範圍較大的事件比小區域變化快的事件容易辨識人為的影響程度，如颱風、極端降雨和洪水、龍捲風和其他中小尺度風暴等類極端事件，由於變化快尺度較小還不能用目前的科學技術判斷事件發生機率受人為氣候變化的影響程度。
結語：聽數據說氣候
WMO公布的氣候監測數據和分析與研究結果，不斷提醒我們地球氣候系統的變化有人類的影響，而氣候變化也影響著人類的個體和群體生活。特別需要注意的氣候風險有：饑荒、健康、海洋生態、生產力四大面向。聯合國糧食及農業組織(Food and Agriculture Organization, FAO) 指出，全球營養不良人口(undernourished people)總數在2005~2015年這段期間的變化呈現穩定和緩慢下降趨勢，但是在近五年(2015 ~2019)趨勢卻轉為緩慢上升。氣候變化和極端事件頻繁以至於農產歉收是造成飢荒的主要原因，災情在非洲最嚴重。2018年全球有 8.21億人生活在營養不良的狀態，比 2015年增加了3620萬人。短短的三年時間全球竟增加了比台灣總人口1.5倍還多的人受困於營養不良和長期飢餓，人類豈可繼續漠視氣候的變化和影響？
聯合國世界衛生組織(World Health Organization, WHO) 指出，自1980年至今全球因熱危害發病或死亡的人口數逐年攀升，目前全球有30%的人口生活在有機會一年出現20天致命性高溫的風險中。颱風和洪水之類快速變化的極端天氣則是增加了傳染病爆發的風險。全球有13億人住在霍亂高風險地區域，非洲有400萬人住在最高風險的霍亂爆發熱點區域。學者發現聖嬰現象(El Niño)是影響非洲乾旱或洪災以至於影響霍亂風險的重要因子，若能準確預測聖嬰現象將有助於降低非洲霍亂風險。
不斷增暖變酸的海水，使海洋生態面臨極嚴峻的挑戰。太平洋在澳洲東部大堡礁(the Great Barrier Reef)、斐濟、吉里巴斯、日本琉球附近等監測點都發現高於50%的珊瑚死亡率。海溫升高使海水氧溶解度(solubility of oxygen)下降，以至於在東太平洋和阿拉伯海及孟加拉灣等含氧量較低的海域的缺氧風險升高，減緩海水對流，加速海水酸化。
國際貨幣基金組織(International Monetary Fund, IMF)指出，氣溫升高1C會造成年均溫25C的開發中國家生產力下降1.2%。在2016年全球有20%的人口居住在受全球暖化影響明顯的開發中國家，2020 年則增至60%的人口居住在這樣的地方，本世紀末則可能有75%的人口居住在氣候暖化高影響區域。氣候監測數據和分析報告提醒我們的不僅是過去和現在，還有未來。
參考資料 The Global Climate in 2015-2019. World Meteorological Organization 2019.
Explaining Extreme Events from a Climate Perspective, Bulletin of the American Meteorological Society Special Report.
盧孟明
臺灣大學大氣科學系教授