氣候變化有多烈:可視化、數據和教學指南分享包

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11月30日即將召開的巴黎的氣候大會繼續劍指碳排放,氣候變化再成焦點。氣候變暖的影響有多大?未來發展的趨勢如何?究竟誰是變暖的始作俑者?全球為氣候變化花的錢都去了哪兒?深度君整理一系列數據可視化和信息圖,告訴你正在發燒的地球燒度幾何。另有製圖數據分享、手把手氣候可視化指南。讓我們一起數讀氣候。


數據可視化案例分享

1. 氣候變暖的全球足跡:Bloomberg View

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目前人們對於氣候變暖爭論不休,主要圍繞三個問題:氣候變化是否存在?氣候變化是誰導致?應該如何應對?Bloomberg View出品的Global View: Climate Change in Perpective帶你圍繞地球看氣候變暖的全球足跡,看看能不能得到一些答案。

作品構圖簡單,以地球的三維圖像為背景,配以重點城市名稱、實拍照片和時間軸,結論包含的數據皆有含義注釋、數據源出處和相應的新聞報道,便於讀者理解。

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從南到北,海平面都在上升。全球海平面在100年間升高6.5英寸。沿着地圖的指引,我們看到:太平洋上,Abaiang環礁小島的茅草房已經沉去一半,出海捕魚日落而歸的島民被迫開始搬離家園,即使在毗鄰北極的阿拉斯加,厚重的冰蓋也抵擋不住地球居高不下的熱度,開始融化、斷裂,逼迫漁民改變百年來相傳的狩獵習慣,繞開極有可能瞬間轟然墜落的冰層。人跡罕至的區域往往全球變暖最劇烈。北極現在的大小僅是35年前的八成多,南極也未能倖免:安達曼海的冰層消融已成“不可阻擋”之勢。

作品援引研究數據表明:主要的始作俑者就是二氧化碳。目前二氧化碳的排放水平為每百萬450pp,已達歷史記錄最高點。其中中國和美國是兩個最大的二氧化碳排放國。拖動時間軸,還能看到各個地區二氧化碳排放量隨時間的變化,背後的地球也可以放大縮小、隨意轉動。

2.  地球是怎麼熱起來的?NASA的“氣候時光機”

全球越來越暖,什麼時候開始加速的?前後的變化有多大?想要海水上漲、二氧化碳排放、和海洋冰塊的逐年數據,還得看NASA的“氣候時光機”

Global Temperature(全球變暖時間圖)里,點擊播放圖標,即可看到上方靜態地圖顯示每年全球各地氣溫的變化,用顏色深淺來反映數值的變化,海水水平、二氧化碳和海洋冰塊的逐年變化也同理可見。

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如果想看NASA其他的數據可視化作品,還可以參考:關於美國氣候數據逐年變化的動態圖和視頻

3. 用可視化做實驗:誰才是全球變暖的罪魁禍首?

氣候變化,誰才是罪魁禍首?Bloomberg另外一個可視化作品What’s Really Warming the World?以排除法的形式做了個“誰導致了全球變暖”的小測試,以1880到2005年全球氣溫作參照,逐一將自然因素(地球運行軌道偏移、日光照射、火山爆發)和人為因素(土地使用、臭氧層變化、大氣顆粒污染、溫室氣體排放)和其比對,最終發現溫室氣體排放或者說人類活動的變化趨勢最為契合。想知道如何製作?數據來自哪裡?就多看看作品下面的介紹吧。

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4. 全球變暖是一場騙局PK全球是在變暖

Bloomberg的作品告訴我們全球變暖證實還得靠數據,但有了數據圖,我們會不會判讀?一邊是不少人懷疑“全球變暖”是一場騙局,一邊是科學界的實驗推測“全球的確在變暖”,兩者之間究竟差在哪裡?

InformationIsBeautiful.net刊載了信息圖新書The Visual Miscellaneum的對比圖為你一解其詳:信息圖選取了10個兩方的主要觀點,以同一張數據圖的不同判讀作對比,標示顏色相異,兩者觀點矛盾和差距一目了然。

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例如,不少人可能從一張NASA繪製的“北冰洋平均氣溫”和“二氧化碳水平”逐年變化圖得出結論:“不斷上升的氣溫並不總是和二氧化碳濃度的增加相關”。理由是因為極端天氣,北冰洋的氣溫通常是全球氣候極端情況的縮影。但是北冰洋氣溫和人類活動二氧化碳水平的變動趨勢並不一致。

而科學界普遍認為:一張圖難免以偏概全,你不能從一個地區的氣溫上漲和二氧化碳濃度情況推測整個地球的情況,這就像拿蘋果和梨作比較一樣。圖上顯示1930年北冰洋的氣溫也處於峰值,現在還很難判定具體原因,也許和我們當今全球變暖的機制相同。

這張圖也生動地釐清了大眾對於科學界的誤會和偏見。大眾普遍認為如果觀測出的數據和不利於得出結論,科學家會因此而修改數據。科學界的真實做法是只在新數據出現時修改結果。大眾普遍懷疑的冰芯數據其實是可靠的氣溫預測資源,而且更多的數據顯示20世紀的氣溫的確仍呈現“棒球棒”型的上升趨勢。

該信息圖的數據來自權威科學期刊《自然》雜誌IPCC(政府間氣候變化專門委員會)等機構。想知道這樣簡潔明了的信息圖怎麼做?作者在圖下分享了數據來源表格和數據壓縮包,誠心推薦氣候數據收藏寶庫RealClimate.org,大家可以隨取隨用,試試做出自己的版本。

5. 關於氣候變化,全球都關心什麼環境議題?

每天有30億的谷歌搜索,那麼全世界的人都關注什麼環境議題?有什麼差別?谷歌的可視化作品 “A World of Change” 整理了搜索服務覆蓋地區的用戶搜索習慣,分為能源、廢物回收、海洋、自然環境、飲用水、全球變暖、野生動物這7個議題。打開頁面,點擊每一個議題,地球就會轉到不同城市顯示其最常見的搜索問題。想知道背後的原理,還可以看看《華盛頓郵報》的報道。

6.治理氣候變化的錢是怎麼花的?

全球各國氣候變化投的錢都去哪裡了?Climate Policy Initiative分國家和地區梳理出一整張氣候變化花錢地圖(FireShot Capture 442 - Destinations of Clim_ - http___www.climatefinancelandscape.org_map_index.html

如何做氣候可視化?氣候數據、可視化工具和製作指南:

1.Real Climate數據清單

上面信息圖作者良心推薦的RealClimate.org整合了11個類別的代碼和數據,涵蓋氣候數據、氣候數據來源目錄、可視化和分析、古數據等等。

適用於可視化的工具包括以下幾種:
• 荷蘭皇家氣象研究院(KNMI)的ClimateExplorer ,可選時間、地點等限定條件,月度數據特別詳細。

• 哥倫比亞大學提供的IRI氣候數據庫,是功能強大的免費在線數據目錄和分析工具,用戶僅用瀏覽器即可瀏覽、分析和下載多達數百TB的氣候數據,而且可以用Maproom監控當前的氣候情況,製作動畫。

• NASA的Giovanni也是在線制
圖、觀測的強大工具,可以對比兩個氣候變量的數據,觀測的變量也是應有盡有:8個大類,僅氣體懸浮顆粒一項就有128個類別。

• 用於製作互動圖像(氣溫)Wood for Trees容易上手,頁面簡明,在右邊選擇數據來源、數據處理方法,賦值,即可製圖,還可以添加對比數據。除此之外,它還提供簡單的C++程序,可以讀取多種時間的數據格式、進行分析。

woodfortrees

IPCC數據可視化工具,請見深度君下面的介紹。

• 想梳理歷史、預測未來的氣候變化?由華盛頓大學和南密西西比大學“氣候魔術師”(Climate Wizard)是個好選擇,它能提供全球歷史上的氣溫和降雨數據,並可預測未來,支持查看和下載氣候地圖。
climatewizard


2. IPCC氣候可視化工具

IPCC的數據分發中心開發了一款可以在線以可視化的形式觀察氣候變化的工具,整合了IPCC氣候觀測和氣候模式數據,例如IPCC10年、30年的氣候觀測記錄,以及第三、四次評估報告,數據權威且操作方便。進入頁面,先在下方點選數據集,在地圖上點選或者在右邊欄輸入經緯度數值以確定觀測範圍,查看時可將地圖放大、縮小。若想保存頁面,可在右邊欄選擇保存的格式和背景顏色。如果覺得工具里的數據不夠,IPCC還提供了幾種可下載、打印的在線數據,你同樣可以製圖並保存。例如,基本數據(可以讓你觀察1961年到1990年之間/其他時期全球觀測地表面呈現的氣候變化值,同時評測出平均場觀測和建模結果之間的差別)和IPCC排放情景特別報告的全球時間系列(觀察全球/半球的平均氣溫和降水量或者以此建模)。
IPCC

3. ESRI的氣候變化數據模型

大家還對深度君之前介紹過的ArcGIS還記憶猶新吧?其產品提供商ESRI是全球領先的地理信息系統(GIS)平台軟件及服務提供商,其實不僅有ArcGIS這樣的製圖好幫手,它還整理分享眾多數據源以輔助用戶做圖。他們在“氣候變化”頁面共享數據模型、使用GIS的成功範例作品、研究機構提供的氣候模型和氣候數據源。如果想了解氣候變化背景和新趨勢,還可以參考它整合的氣候百科和該公司教程和研討資料。
Climate Change

4. NASA基本數據圖

除了原始數據,你也可能想收集一些現成的數據圖,由哥倫比亞大學的國際地球學聯盟(CIESIN)建立的NASA的地球觀測系統數據和信息系統(EOSDIS)分享46個氣候變化數據集,包括:氣候變化對全球食品生產的影響(1970-2080)和IPCC的第四次評估報告(AR4)——為多學科研究提供氣候變化對地球生物、海洋生態等影響的數據。同時提供以城市地區為單位的多種地圖,可選PDF格式或PNG格式下載(需註冊登陸才能獲取)。

Socioeconomic data

5. 美國地質勘探局氣候數據:

如果你想深入研究,向專業氣象專家看齊,還可以查看美國地質勘探局(United States Geological Survey提供的區域和全球氣候數據。頁面上方有一個以地圖為基礎的觀測器,可以選擇時間、地區、模型、變量和數據集,觀測器下方還會顯示數據對應的柱狀圖和線形圖。如果想看完整的數據,可以點擊Summary table查看數值、事件、誤差等,還有原始數據圖。如果被眾多模型術語嚇到,不妨點擊教程看看,操作快速上手。

USGS

6. Climate Change in Asia:亞洲數據

如果想探究亞洲的數據,不如看看Fig 2 Data provided below charts the world's temperature since 1901

7.加拿大國王大學氣候變化在線課程

對初學者來說,製作可視化作品之前不妨先看看氣候變化的原理教程。加拿大國王大學的老師和學生以及來自聯合國教科文組織等機構的專家一起提供了一個名為“理解+可視化:氣候變化的科學”的課程集合,一共9課,每一課都用簡單生動的可視化來解釋簡單的氣候變化原理:例如為何氣溫越高,分子的運動越劇烈?大氣中的對流、輻射和傳導過程是怎麼實現的?等等。裡面的小視頻和術語也精鍊得當,幫你找回以前學自然課的感覺。

FireShot Capture 444 - Visualizing and Understanding the Sci_ - http___www.explainingclimatechange

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