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太陽活動（Solar variation）與全球暖化（global warming）（2）─太陽活動進入冬眠期

2011/07/11

太陽活動（Solar variation）與全球暖化（global warming）（2）─太陽活動進入冬眠期
美國Stony Brook University王瑜君物理學博士/美國Stony Brook University王瑜君物理學博士責任編輯

思考問題：

1. 太陽活動的紀錄最近出現哪些奇特的現象？

2. 太陽活動降低會對氣候造成哪些影響？

太陽的活動到底對地球上的氣候變化有何影響？有些質疑溫室氣體對氣候變遷的影響的人，例如丹麥物理學家Henrik Svensmark，認為太陽活動對全球暖化的影響比溫室氣體排放來得重要。如果這種看法成立，那麼氣候變遷是自然現象，而不是人為因素造成，國際社會目前各種節能減碳的努力，也是徒勞無功。

政府間氣候變化專門委員會（IPCC）代表主流的專家意見。在IPCC第三次評估（2001）和第四次評估（2007）報告中都認為太陽活動對全球暖化的影響難有定論，但是即使有影響，效果也不顯著。但是爭辯尚無定論，只要有新的數據出現，正反雙方的意見就要被重新檢視一番。

太陽活動邁進停緩期
2006年時NASA預測下一個太陽黑子高峰，應該出現在2011年左右。但是這個高峰沒有出現。目前太陽活動還是偏低（圖1）。2011年6月中旬，美國天文學會（American Astronomical Society (AAS) ）召開會議，有三組研究團隊分別提出報告，更加證實了目前太陽活動的確邁入了冬眠期。

圖1：1940年以來太陽黑子的週期變化。Nasa's 2006 預測第24週期高峰本應該出現在2010左右，但是一直沒有觀測到。（圖片來源：http://science.nasa.gov/headlines/y2006/images/longrange/predictions3_strip.jpg， http://en.wikipedia.org/wiki/Sunspot）

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太陽活動（Solar variation）與全球暖化（global warming）（1）─太陽黑子 (Sunspots) 與歷史紀錄

2011/07/11

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太陽活動（Solar variation）與全球暖化（global warming）（1）─太陽黑子 (Sunspots) 與歷史紀錄
美國Stony Brook University王瑜君物理學博士/美國Stony Brook University王瑜君物理學博士責任編輯

思考問題：

1. 太陽活動的紀錄裡面出現哪些變化？

2. 為什麼太陽活動最近又是爭辯的焦點？

太陽活動（Solar variation）
太陽活動是太陽發射出的太陽輻射在總量上的變化。太陽輻射有週期性的變化，主要是11年的太陽週期（或稱太陽黑子週期）（圖2），但是其中還非週期的波動。在最近的數十年中，太陽活動可經由人造衛星直接觀測到；自此之前，則必須藉由一些前期的現象來作預測。近年來，氣候變遷的問題引起氣候專家對太陽活動的注意，太陽活動對地球的影響被稱為「太陽驅動力」（solar forcing）。到底太陽活動在地球上造成的影響對全球暖化扮演了什麼角色？主流意見認為影響不大，但是專家之間尚無定說，仍然是爭辯中的議題。

圖1：太陽結構的圖解： 1. 核心（Core）2. 輻射層（Radiative zone）3. 對流層（Convective zone） 4. 光球（Photosphere）5. 色球（Chromosphere） 6. 日冕（Corona） 7. 黑子（Sunspot） 8. 米粒（Granules） 9. 日珥（Prominence）（圖片來源：http://en.wikipedia.org/wiki/Sun）

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2011年德國大腸桿菌疫情 (EHEC infection outbreak in Germany)—（3）疫情與防治（outbreak & prevention）

2011/07/11

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2011年德國大腸桿菌疫情 (EHEC infection outbreak in Germany)—（3）疫情與防治（outbreak & prevention）
義守大學生物科技學系王瑜琦助理教授/美國Stony Brook University王瑜君物理學博士責任編輯

思考問題：

1. 2011年疫情中大腸桿菌感染的病原確定一波三折，可能原因為何？

2. 控制和預防疫情要注意哪些重點？

德國出血性大腸桿菌疫情如何?
現今德國正經歷一嚴重的出血性大腸桿菌疫情，元兇是期中一高病原性的亞群稱為產生類志賀毒素大腸桿菌(shigatoxin-producing E. coli, STEC）。少部分病例出現溶血性尿毒症侯群 (hemolytic-uremic syndrome ; HUS)併發症，其特徵為溶血性貧血(hemolytic anemia)、血小板數量下降(血小板減少症；thrombocytopenia)和急性腎衰竭(尿毒症(uremia)；是一種會對生命有威脅的嚴重疾病。

有多少國家與此次疫情有關?
至今除了德國之外，已有12個國家傳出病例，包括奧地利、瑞典、丹麥、波蘭、英國、瑞士、捷克、法國、挪威、西班牙、荷蘭和美國。這些病例基本上都是最近有拜訪德國北部地區，或是其中一例是接觸到來自德國北部有出血性大腸桿菌病例的遊客。

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2011年德國大腸桿菌疫情—（2）症狀與治療（syndrome ＆ treatment）

2011/07/11

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2011年德國大腸桿菌疫情 (EHEC infection outbreak in Germany)—（2）症狀與治療（syndrome ＆ treatment）
義守大學生物科技學系王瑜琦助理教授/美國Stony Brook University王瑜君物理學博士責任編輯

思考問題：

1. 2011年大腸桿菌感染的症狀如何？

2. HUS的症狀和治療方法？

大腸桿菌感染的症狀如何？

大腸桿菌感染大致分腸道感染與腸道外感染兩類。引起腸道感染的某些大腸桿菌菌群通過污染的手指、食物等經口攝入而致病，主要引起腹瀉，重者可導致脫水和血壓下降，如流行性嬰兒腹瀉、旅遊者腹瀉等。腸道外感染主要是腸道外部位或臟器的化膿性炎症，如泌尿道感染、新生兒腦膜炎、等。腸道外感染大多繼發於人體抵抗力下降或外傷、腸部手術的基礎上。

此次德國大腸桿菌疫情的症狀又如何？

此次的細菌感染引發的是侯群 (hemolytic-uremic syndrome ; HUS)，是一種由於溶血性貧血(Hemolytic anemia)而引發的急性腎損傷(Acute kidney injury)和血小板數量下降的綜合症。

甚麼是溶血性尿毒症侯群 (hemolytic-uremic syndrome ; HUS)

溶血性尿毒症侯群(HUS)通常是因大腸桿菌感染消化系統產生的毒素所引起的，毒素進入血液，隨著血流造成腎臟的毒害。之前最常引起HUS的大腸桿菌是血清型O157，而此次引發德國疫情的是較特殊的血清型O104菌株。

圖1：溶血性尿毒綜合症(hemolytic-uremic syndrome ; HUS)患者體中的紅血球裂體。 (圖片來源: http://en.wikipedia.org/wiki/2011_E._coli_O104:H4_outbreak )

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2011年德國大腸桿菌疫情 —（1）大腸桿菌與變異 (E. coli &O104:H4)

2011/07/11

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2011年德國大腸桿菌疫情 (EHEC infection outbreak in Germany) —（1）大腸桿菌與變異 (E. coli & O104:H4)
義守大學生物科技學系王瑜琦助理教授/美國Stony Brook University王瑜君物理學博士責任編輯

思考問題：

1. 大腸桿菌有什麼特色？

2. 造成此次疫情的品系為何？有什麼特色？

甚麼是大腸桿菌 (Escherichia coli ; E. coli) ？

大腸桿菌是人類和動物腸道中最主要且數量最多的一種細菌，主要寄生於大腸內。大腸桿菌為革蘭氏陰性短桿菌(Gram-negative, rod-shaped bacterium)，除某些品系的大腸桿菌能引起腹瀉外，一般對人體不會致病，且能合成維生素B和K，對人體有益，算是人體腸道的常在菌，屬於正常菌叢(normal flora)之一。然而某些品系會引起嚴重的腎臟和血液併發症，例如溶血性尿毒症侯群 (hemolytic-uremic syndrome ; HUS)。

圖1：大腸桿菌，10000倍放大。(圖片來源：http://en.wikipedia.org/wiki/E._coli)

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環境治理（Environmental Governance）的關鍵：國際合作

2011/07/10

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環境治理（Environmental Governance）的關鍵：國際合作
美國Stony Brook University王瑜君物理學博士/美國Stony Brook University王瑜君物理學博士責任編輯

思考問題：

1. 環境治理有哪些地方需要國際合作？

2. 環境治理為什麼需要科技專家之間的國際合作？

3. 《蒙特利爾議定書》和《京都議定書》的效果有何不同？為什麼？

環境治理的新契機
冷戰結束後國際社會的互動進入一個嶄新的局面。過去冷戰時期被忽略打壓或無法開展的問題逐漸浮上枱面。冷戰後，「治理」（governance）的概念越來越凸顯，也被學者和媒體密集引用，因為過去單一政府（government）的功能和角色已經無法應付跨越國界的問題。而「治理」的參與者除了政府，還包括民間組織，企業，科技專家社群等。環境問題就是典型超越國界的問題。因為過去長期忽略而對生態環境的損害，進入世紀之交時已經非常迫切。世界各國展開的各種層級的合作行動，逐漸拓廣環境治理的領域。

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環境 vs. 發展 — 聯合國的觀點：「環境是發展的基礎」（Environment as the foundation for development）

2011/07/10

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環境 vs. 發展 — 聯合國的觀點：「環境是發展的基礎」（Environment as the foundation for development）
美國Stony Brook University王瑜君物理學博士/美國Stony Brook University王瑜君物理學博士責任編輯

思考問題：

1. 環境 vs. 發展是對立還是相輔相成？

2. 聯合國和其他重要國際組織如何看待發展與環境的問題？

3. 為什麼說環境是發展的基礎？

自從人類社會進入現代化時期，「工業化」往往就是「發展和進步」的同義詞。而「發展和進步」的衡量指標就是經濟活動和財富增長。這個看法在二戰之後越來越受到挑戰。1983 年，聯合國為了關注重要的環境和發展的挑戰，決議成立由公共衛生專家且擔任過挪威首任女首相的布倫特蘭（Gro Harlem Brundtland）為主席的布倫特蘭委員會（The Brundtland Commission）。1987年，此委員會發表了第一份的開創性報告—《我們共同的未來》（Our Common Future）裡面反省了這個根深蒂固的看法，認識到「環境或發展」只能選其一的概念是一個錯誤的二分命題。從此之後，人們對此議題的焦點轉到「環境與發展」，然後又轉到「旨在發展的環境」（environment for development）。

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環境是什麼？─ 聯合國環境規劃署《全球環境展望4》提供的概念框架

2011/07/09

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環境是什麼？─ 聯合國環境規劃署《全球環境展望4》提供的概念框架
美國Stony Brook University王瑜君物理學博士/美國Stony Brook University王瑜君物理學博士責任編輯

思考問題：

1. 環境問題為什麼是全球性的挑戰？

2. 聯合國在這個挑戰裡扮演怎樣的角色？

聯合國召集的專家提出如何分析環境變化的概念框架？

全球性的問題深深影響我們的日常生活，石油價格的起伏，金融風暴的席捲都是具體的例子。環境變遷的挑戰（全球暖化，生物多樣性喪失，水資源的衝突等）也是需要國際間的合作，才有有效的面對。1983 年，聯合國為了關注重要的環境和發展的挑戰，決議成立相關的委員會，由公共衛生專家且擔任過挪威首任女首相的布倫特蘭（Gro Harlem Brundtland）出任主席來召集組成布倫特蘭委員會（The Brundtland Commission）。1987年，此委員會發表了第一份的開創性報告—《我們共同的未來》（Our Common Future）。20年後的2007年，聯合國環境規劃署動員全世界大約400 名科學家和決策人員，50 多個全球環境展望合作中心及其他夥伴研究所共同參與編寫，出版了第四份全球環境展望研究報告——《全球環境展望4》（GEO4）。

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全球水環境變化對於人類和生態系統的影響（2）：人類用水對流域和沿海地區的影響

2011/07/08

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地下水水位降低對生態系的衝擊包括淺井會乾涸，地表水也會減少，相對的會有地層下陷的情形，或是海水入侵得現象。這些都會造成可取用的地表水或是飲用水和可用的灌溉用水減少，而且水質也會下降，或是因海水入侵造成地表水的鹹化(salinization)。同時為了競爭地下水，衝突會增加，整個獲取地下水，或是水處理，或是公共供水的成本均會上升。另一種水環境的變化是水流的改變，下游的飲用水會減少，與水相關的疾病會增加。且水流改變可能造成內陸魚群的減少，或是淡水的鹹化，有些區域還可能成為洪水氾濫危險區，因此可能還要有防洪措施，甚至整個社區遷移。水流的改變還會造成生態系統破碎化(Ecosystem fragmentation)，濕地可能被填埋，沉積物送到沿海的情況會減少，如此一來會造成沉積物曾多，水庫的壽命會減少等問題。...

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地表環境變遷

全球水環境變化對於人類和生態系統的影響（1）：氣候變化對全球水文體制的干擾

2011/07/08

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全球水環境(water environment)變化對於人類和生態系統(Ecosystem)的影響（1）：氣候變化對全球水文體制(hydrological regime)的干擾
國立高雄海洋科技大學水產養殖系張朴性教授/美國Stony Brook University王瑜君物理學博士責任編輯

思考問題：

1. 氣候變化對於水文體制的干擾主要發生於哪些領域？

2. 水文體制的干擾對人類的負面影響已經被證實的有哪些？

海洋是全球氣候的主要調節器，也是溫室氣體的重要儲存槽。然而在陸地和大洋盆地(ocean basin)等各層面，水循環(water cycle)正受到長期氣候變化的影響，從而威脅著人類安全。氣候變化影響著北極地區的溫度、海冰和陸地上的冰，包括山地冰川；他們同時還影響著海洋的鹽度和酸化情形、海平面高低、降水模式，也可能引起極端氣候事件，甚至影響世界海洋的循環體系(ocean circulatory regime)。

圖1：珊瑚因和二廠排放的廢水溫度高於一般海水，導致珊瑚的白化。

（圖片來源: 台灣科學教育館http://elearning.ntsec.edu.tw/files/15-1005-7665,c2091-1.php ）

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