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溫室氣體與溫室效應
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溫室氣體與溫室效應

溫室氣體與溫室效應

在大氣中有些含量十分微小,卻會對氣候造成相當程度影響的氣體,這些氣體擅長吸收長波輻射但不喜吸收短波輻射,它們會允許約50%太陽輻射能量穿過地球大氣,這些能量會被地表吸收;地表在吸收這些能量後,本身會放出長波輻射,但這些由地表或大氣放出的長波輻射卻會被剛才提到的那些氣體攔截,並且再將之放射出來,使得地表及對流層溫度升高。在夜晚,這些氣體繼續放射長波輻射,地面就不會於因為缺乏太陽的加熱而變得太冷,這影響就好像是養花溫室的暖化作用,因此我們叫這些氣體為「溫室氣體」,它們的影響則稱為「溫室效應」。溫室氣體包括了最常聽到的二氧化碳( CO2 )及氧化亞氮(N2O)、甲烷(CH4 )、氟氯碳化物(CFC )等。溫室效應自古就有,而且也出現在金星等其他行星上;溫室氣體的存在不但暖化地表,也降低了日夜溫差。

  與二氧化碳相比,其他溫室氣體的溫室效應更高,一個甲烷分子的溫室效應是一個二氧化碳分子的21倍,氧化亞氮為206倍,氟氯碳化物則為數千倍到一萬多倍,不過由於二氧化碳含量遠大於其他氣體,因此它的溫室效應仍是最大。溫室氣體的另一個特性是它們在大氣中的生命期相當長,二氧化碳為50~200年,甲烷12~17年,氧化亞氮為120年,CFC-12為102年。這些氣體一旦進入大氣,幾乎無法回收,只有靠自然的過程讓它們逐漸消失。由於它們的長生命期,溫室氣體的影響是長久的而且是全球性的。即使人類立刻停止排放所有的人造溫室氣體,從工業革命之後累積下來的溫室氣體仍將繼續影響地球的氣候。

人類的影響

  工業時代以來,人類在科技的發展提昇了生活品質,讓自己的文明有了突飛猛進的發展,卻也同時為居住的地球帶來許多負面的影響。我們一面耗費心思追求更快更好的生活,一方面卻不知道要如何減低對環境帶來的衝擊,形成空氣污染與酸雨的石化燃料、破壞臭氧層的氟氯碳化物,都是最明顯的例子。

 

 

氣候真的變暖了嗎??

  全球氣溫的大幅變化從很早就有,而且似乎具有一定的週期性。地球氣候在19世紀後葉脫離小冰河期,溫度逐漸上升。但是,溫度上升並非平穩而持續,其中也有較短暫的起伏。全球平均地面溫度在20世紀初上升相當快速,大約在1940年達到了最高溫。在35年之間(1905-1940)溫度大約上昇了0.6℃,1950年代溫度明顯下降,在1960年左右稍為回升,但基本上低溫持續至1980年代初才又迅速上升。1980年之後,其間仍有小幅度起伏,但大致上維持上升趨勢,在1995年達到最高溫。全球平均溫度上升,未必表示地球上每一地區溫度皆上升。有些地區溫度上升明顯,有些不明顯,甚至下降,區域性氣候的變化顯然比全球性變化來得複雜許多。

影響氣候變化的因素有很多,包括太陽與地球間的位置關係,太陽黑子的數目和週期、大陸板塊漂移造成的地形變化與火山爆發釋放的火山灰和溫室氣體、大氣氣體成分的變化、地表狀態的變化(沙漠、雨林或雪地)、海洋、雲量等,都會直接讓氣候產生巨大的改變,所以我們雖然可以看出地球歷史中氣候變化的情形,卻很難去判斷這個變化是由那些因素造成,也因此我們很難斬釘截鐵地說目前全球暖化的現象究竟是地球本身氣候變動的一部分,或是由人類活動帶來的結果。不過,『政府間氣候變遷小組』科學家分析了許多資料之後,在1995年的報告中還是得到下列結論,或許可以讓我們對現在的氣候狀況有確定的了解.

1.全球平均地面氣溫自19世紀末以來上升了0.3- 0.60C;最近40年則上升了0.2-0.30C。

2.暖化最明顯的地區是400N-700N;有些地區則變冷。

3.最近50年的日溫差有變小的趨勢(因為雲量增加,夜晚氣溫升高)。

4.自1973年以來,海冰覆蓋面積無一致性的變化,有些地區增加,有些地區減少。

氣候變濕了嗎 ﹖

1.全球平均雨量在20世紀增加了1%。

2.1988年以來,雪蓋面積(snow cover)小於1974-1994的平均值。

氣候更多變,更惡劣了嗎?

1.惡劣氣候的發生頻率無一致性的變化,有些地區增加,有些地區減少。

2.除了Sahel等少數地區,發生乾旱的頻率並無明顯的變化。

3.某些地區發生豪雨的頻率增加,但是並無明顯的大規模的變化。

4.北大西洋發生強烈溫帶氣旋的出現頻率增加;熱帶氣旋(如颱風)則強度減弱。

5.酷寒發生頻率降低,但是熱浪發生頻率並無明顯變化。

20世紀變暖了嗎?

1.北半球夏季溫度是西元1400年以來最高的。

2.全球平均溫度至少與西元1400年以來任何世紀一樣暖和

 

全球暖化可能帶來的影響

  溫室氣體排放量的增加可能促成全球暖化,科學家雖然無法確定全球暖化對劇烈天氣的影響,但也指出了下列幾項可能:

(1)高緯度地區的植物種類的急劇變化。

  較低緯地區的植物種類北移,但是其北移速率遠超過自然變率。根據一萬多年前的資料顯示,植被的變動每一世紀移動25-40公里,但是如果二氧化碳加倍,植被的遷移可能高達500-1000里。以目前的溫室氣體排放量而言,二氧化碳加倍的情形在21世紀就可能發生。

(2)沙漠地區的情形可能更惡化。

(3)全球暖化加強全球水循環,水災及旱災等極端天氣現象發生頻率及嚴重的程度都可能提高。

(4)全球的農業及森林的生產力將維持目前的情況,但是某些地區生產力會提高,某些地區則會下降。

(5)在健康方面,將有廣泛而且不好的影響。譬如,由於熱浪發生頻率昇高,死亡及病號將增加,某些傳染性疾病的影響範圍也可能擴大。

(6)整體而言,越貧窮落後的國家受到的衝擊最大,因為它們的適應能力最差。

另外,全球暖化還會帶來海平面上升、異常天氣、糧食短缺、生態系大幅改變等危機

 

 

應該採取的措施

  雖然我們尚未完成了解全球暖化的形成機制,卻不能以此做為藉口而不採取行動減少人類對環境的影響。

 

在國際方面

  聯合國之氣候變化綱要公約((The Framework Convention on Climate Change,UNFCCC),已經在1994年3月21日生效,成為正式之國際法,它具體訂定管制溫室氣體排放的數量與時程並建立國際財務支援與技術轉移的權利與義務。1996年7月,FCCC的締約國在瑞士日內瓦舉行第二屆「締約方會議」,決議在1997年12月在日本京都舉行會議,訂定具有法律效力之溫室氣體減量議定書,並將以公元2005年、2010年、2020年為減量目標年。列名於公約附件一的國家將展開正式而密集的協商,以在第三屆大會完成議定書之訂定。

  1997年12月,美國及其他卅七個工業國家在日本京都達成協議,同意於公元2012年將溫室氣體排放量減少到低於1990年標準的百分之五這個目標。1998年11月參加這項聯合國氣候高峰會議的一百六十個國家代表,發佈了「布宜諾斯艾利斯行動方案」,列出如何執行1997年「京都議定書」的詳細策略,這項行動方案賦予了「京都議定書」真正的動力。這項協議中為各國在公元2000年之前商討諸多尚待解決議題的訂定時間表,這些問題包括:是否要針對未達成目標的國家評估懲罰;如何將適宜當地氣候的科技設備轉移到開發中國家,以減少其污染程度;及如何測量污染物的種種細節。

為了促成會議的順利進行,美國終於在這次簽署了「京都議定書」,成為最後簽署這項文件的主要工業國。不過,這項簽署象徵性質居多,因為美國參議院近期內似不可能予以批准;而中共及印度----這兩個在下一個世紀有可能在溫室氣體排放量方面超越美國的開發中國家----對自願設限這項問題卻拒絕討論。

  時至今日,世界各國仍未能達到共識,如何能提出一完善辦法,以控制人類對環境的衝擊,同時又能兼顧開發中及未開發國家所需的經濟發展,似乎是這個世紀末,人類要面臨的最大挑戰了。

其他有效的行動

  除了等待各國政府的覺醒,我們還有許多事情可以幫助改善全球暖化的情形,最重要的是重視地球環境的觀念,下面我們就列出一些大的綱領---

 

●增加物質的回收與循環使用。

●增加能源使用效率。

●發展取代化石燃料的代用能源。

●轉移綠色科技,放棄以犧牲自然環境為手段的經濟發展策略。

●保育動植物,設立保育空間與通路。

●加強相關的自然科學與人文、社會科學研究,作為制訂政策的基礎。

●加強環境教育,推廣到各行各業,各年齡層,以形成可持續經營的共識。

●每個人有環保意識,小到少用一個塑膠袋,大至投票選舉,投資理財,制定政策,隨時以環境為重。

 

 

 

 

  

 

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