序
自1930年代工業革命以來，由於人類不當活動造成全球暖化及極端氣候日益嚴峻，聯合國甚至於2023年7月27日宣告，全球開始步入全球沸騰時代，人類面臨極端天氣與災難事件，如熱浪、野火、熱帶風暴、洪災及乾旱等將更加頻繁與嚴峻，因而激起作者在網路媒體長期不斷發表「全球沸騰危機與轉機」專欄，希望喚起大眾之關注，本書第4版修訂乃在第10章增加「全球沸騰陷危機」及「全球沸騰現轉機」2節。實際上作者早於2015年6月2日搭機飛達紐西蘭北島奧克蘭國際機場時，正逢雷雨交加，飛機嚐試降落失敗拉起重飛兩次，在劇烈亂流中持續低空盤旋超過一小時後放棄，改降紐西蘭南島之基督城國際機場，致旅程延誤約5小時，親身體驗大氣威力影響人類生活。
根據2015年聯合國達成的巴黎氣候協定，197國同意致力降低暖化，讓本世紀結束前的氣溫增幅相較工業化前不超過2℃，且力求在1.5℃以內。科學證實氣候變遷造成的影響已相當緊急，各國陸續提出「2050淨零排放」的宣示與行動。我國於2022年3月正式公布「2050淨零排放政策路徑藍圖」，聯合國2022年11月舉行COP27會議，旨在鼓勵並指引各國採取有效行動應對氣候變遷。接著2023年COP28會議強調到2030、2035和2050年，需將溫室氣體排放量分別較2019年減少43%、60%和84%，才有望將氣溫增幅控制在1.5℃以內。
2023年1月10日我國立法院三讀通過《氣候法》，將2050淨零目標入法之外，也將各部會權責明確入條文。2023年8月22日環保署升格為環境部，並成立環境部氣候變遷署，以因應國際淨零排放趨勢及全球環境變遷，2024年6月19日賴清德總統當選第16任總統滿月，即成立「國家氣候變遷對策委員會」，以強化因應氣候變遷韌性之溝通平台，顯示以總統高度重視我國氣候變遷之議題。
大氣科學是研究大氣本身及大氣現象的科學，需運用物理、數學及化學等基礎科學知識，以了解、詮釋曾經被歸諸於宗教神奇力量的大氣。大氣科學也是一座知識的橋樑，一端是基礎科學，另一端連結人類社會與天下蒼生；我們觀測大氣、嘗試了解大氣甚至預測未來，這中間環環相扣，我們將這些知識內化成獨一無二的大氣科學，最終目的無非是充分掌握大氣的瞬息萬變，預測大氣的趨勢，再善加利用這些資訊，希望可以趨吉避凶，更期待能幫助地球環境永續發展；本書利用圖解方式，讓讀者能迅速理解並掌握先機。
我們所居住的地球表層主要由大氣圈、水圈、岩石圈、冰雪圈及生物圈等5大部分，共同組成一個綜合系統。大氣圈圍繞著地球，不但提供我們所需的空氣，並且影響陽光和氣溫、濕氣以及空氣流動，從而決定天氣。由於大氣圈中發生的各種現象不僅種類繁多，而且在時間和空間尺度上不受限制，其複雜性和不確定性是自然界最為突出的。大氣科學在它的發展進程中已逐漸形成許多分支，如氣象衛星、雷達、海洋與地面觀測及高空探測等大氣探測學、大氣化學、數值模擬與數值天氣預報學、氣候學及太空大氣學等，像一棵百年大樹，從大氣科學主幹長出的枝葉，競相朝無窮的蒼穹伸展，象徵無限的應用層面與發展潛勢。應用大氣科學是將大氣科學的原理、方法和成果應用於農業、水文、航海、航空、軍事及太空等方面，也著重開發利用氣候資源。解決全球沸騰與極端氣候議題，更需利用大氣科學知識，協助各領域節能減碳開發綠能，為讓國人能體認全球沸騰與氣候劇烈變遷的嚴峻課題，建議政府與社會各界儘速從小培養國人認識大氣科學與全球沸騰議題，進而養成減碳愛地球觀念，尤其大學各學科如何將地球永續觀念融入課程，以成為大學生必備的基本素養，培養拯救地球菁英，實踐社會責任之人才。
本書於2023年更新第3版仍獲各界讀者愛用，但因近年全球氣候災難更加頻繁與嚴峻，五南圖書與作者咸認第3版需加以修訂以饗讀者，作者於2022年7月完成《圖解全球暖化之危機與轉機》一書後，更不定期於網路媒體發表專欄，探討造成全球沸騰及極端天氣之危機與轉機，經匯整近兩年超過30篇文章經驗，完成修訂本書第4版作業；最後作者更期盼讀者閱讀本書後，對所從事之工作、研究與日常生活都能獲得實質助益，尤盼讀者能於日常生活中，融入大氣科學知識，並實踐地球永續發展之觀念。
最後，感謝五南圖書堅強工作團隊，克服困難協助完成改版事宜。
張泉湧
2025年夏
