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財團法人台灣永續能源研究基金會
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地球暖化的現象與成因

過去100年北極的平均溫度上升顯著,幅度為全球平均的二倍。同時,自1980年起,北極區凍土的表層溫度持續上升。1900 年起北半球季節性凍土面積減少 7%,春季更高達 15%。衛星資料顯示,1978 年以來,北極年平均海冰範圍 每十年縮減 2.7%,夏季更高達 7.4%。在過去 20 年,北極冰原在冬季的大小已經減少了 6%,相當於一個德州的大小。同時,1961~2003 年全球平均海水位升高,約每年 1.8 mm;而 1993~2003 年間已加快到每年上升 3.1 mm;二十世紀全球平均海水位升高 0.17 公尺。

貳、環境變遷
世界環境在改變,改變的主軸是人,是人的質與量在改變。幾十萬年來,人類不斷演進,人類社會也由農業社會進步到工業社會。近一百年內,改變最為可觀。現在已是電腦與太空時代,生物複製、基金改造、奈米科技,太多太多的新發現與新改變,世界愈來愈不同。但是,最驚人的是在量的改變方面。1800 年時,全球只有 10 億人,1900 年時才約 18 億,但到 1960 年時已是 30 億,2000 年時卻是增到 60 億,2006 年已達 65 億,約是每一秒鐘有三個人出生,人口呈現級數快速成長。當然,這是因為公共衛生、醫藥進步與生活水準提昇等促成。未來呢?聯合國估計 2060 年後成長將趨緩,但是到 2080 年,全球人口 可能再增加 65 億,非常驚人。
人口增加代表著需要更多耕地以增加糧產,需要更多牧地以圈養生畜;如此,原始森林就必須被砍伐或焚燬,以提供所需的土地。聯合國糧食和農業組織2007 年發表的「世界森林狀況報告」指出:世界森林總面積略小於 40 億公頃, 約占地球土地面積的 30%。在 2000 年到 2005 年期間,有 57 個國家的森林面積增加,同時有 83 個國家森林面積減少,世界森林面積約以每年 730 萬公頃的速 度在減少,相當兩個巴黎的面積。
而近百年來,工商進步,都市形成,群聚生活已確認是最有效率與對多數人最有利的生存方式。據估計,1950 年時全球僅 28%的人口集中在都市,到 1999 年已達到 45%,估計到 2010 年時全球一半人口都將集中在都市。都市內廢熱集中、污染集中,但是因為資訊集中、商品集中,卻是獲取利益與共謀福利的最佳處所。工業革命以來,燃燒化石燃料以提供生產與生活所需的能源,已是人類生活中的必要之惡。現今,沒有能源,就無法生產、無法工作與無法生活。2004 年,全球能源消費約 77 百萬桶原油當量,其中 61%是先進國所消耗,但是先進國人口卻僅佔全球 16%。未來,若果開發中國家也呈現有效率的經濟成長時,那麼全球所需的能源消費量又將成長到何地步?其所伴隨的污染物,更將持續累積,讓地球的空氣、水與土壤等,都將持續增加污染負荷。

「世界自然基金會」指出:人類正以史無前例的速率剝削自然,就目前的趨勢來看,到 2050 年,需要兩個地球的自然資源才能負荷人類需求。依據每人污染或消耗能源及其他資源的能力分析,現今全球每人佔領的「生態足跡」相當於 二.二公頃,然而地球的負荷量為每人一.八公頃,顯然不足提供人之所需。人類消耗自然資源的速度在 2001 年時超過地球的再生能力 21%,2003 年則提高到25%。而從 1961 至 2003 年,人類的生態足跡暴增三倍。所謂的「生態足跡」是:只要有任何物質或能源被消費,就必須要從一個或數個生態系中提供一些土地,這些土地負責提供與這些消費有關的資源或廢棄物分解功能。若細看各個國家,阿拉伯聯合大公國平均每人的生態足跡高達 11.9 公頃,美國人為 9.6 公頃,澳洲人為 6.6 公頃。芬蘭的能源消耗雖不高,但其伐木產業使森林面臨極大壓力。擁有全球五分之一人口的中國,以平均 1.6 公頃在生態足跡排行榜上排名第 69。同 時,一項針對 1300 種脊椎動物的調查發現,從 1970 年至 2003 年,陸域類動物的數量減少 31%,淡水類減少 28%,海洋類減少 27%。縱使現在消費習慣上出現快速變革,到 2040 年也僅能將地球景況恢復到 1980 年代的程度,而當時世界已出現過度消耗的狀況。


參、氣候變化的成因
影響長期氣候改變的自然因素包括:日地關係(太陽與地球間距離的改變)、太陽黑子數的週期變化、板塊漂移所造成之地形變化、慧星撞地球的特殊情形、火山爆發後火山塵粒遮蔽天空造成的全球短期內降溫等。太陽與地球間相對位置的改變(Milankovitch cycles,  米蘭科維奇循環)會影響太陽輸入地球的能量,也是造成近百萬年內冰河期與間冰期以約十萬年的週期循環出現的主因。包括:地球繞太陽的軌道(公轉)的偏心率(離心率)具十萬年週 期的變化、地球傾斜角度(黃赤交角)具四萬一千年週期的變動與地球自轉軸的移動(歲差、旋進)具二萬六千年週期的變動等,地球目前正處於間冰期的溫暖氣候期間。至於太陽黑子數的變動代表著太陽表面的活躍狀態,其具備十一年、二十二年與八十年至一百年的變動週期,理論上似有黑子數多則太陽輻射量多的現象,反之則黑子數少則太陽輻射量少,但是此理論一直都無法被確切證實。至於地殼的變動乃是二億年以來持續進行中的現象。大致上,自然所促成的氣候變化乃屬萬年尺度的異動,似不足以解釋近一百年氣溫快速上升的現象。

人為影響氣候方面,全球每年排放至少 74 億公噸的碳進入大氣,而森林、海洋所能吸收的量才約 55%,至少 45%是儲存於大氣中持續累積。自工業革命以來,大氣中二氧化碳濃度持續上升,約由十九世紀初的 280ppmv 上升到二十世紀末的 380ppmv,約增加 36%,這也是過去六十五萬年以來最高濃度。目前,仍以約每年 0.5%的速率持續增加中。同樣地,溫室氣體如甲烷與氧化亞氮在大氣中的濃度,也是在近兩百年內快速增加。至於,大量燃燒煤所排放之硫氧化物,會釋放出易形成為懸浮微粒的硫酸根物資,其在大氣中的濃度在近二百年內也是快速增加。基本上,溫室氣體增加會加強溫室效應,而懸浮微粒會反射太陽輻射冷卻大氣的增溫,但是前者的效益仍是高於後者。


肆、結語
工業革命以來,人為化石燃料大量燃燒,大氣中二氧化碳等溫室氣濃度快速增加,伴隨著過去百年全球氣候暖化。聯合國政府間氣候變遷委員會(IPCC)整合 許多科學研究,認為地球暖化非常可能是受人為加強大氣溫室效應所致。其所伴隨之頻繁熱浪、乾旱、豪雨、洪災等,已在世界各地造成許多嚴重災難,如 2003 年歐洲熱浪死亡三萬多人,2005 年颶風卡崔娜颶風襲擊,造成 1千多人死亡、80%的紐奧良市淹沒。未來預期全球暖化持續,我們需及早未雨綢繆。


參考資料
1. IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change), 2007: Climate Change 2007: The  Physical  Science  Basis.  Contribution  of  Working  Group  I  to  the  Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Edited by S. Solomon, D. Qin, M. Manning, Z. Chen, M. Marquis, K.B. Averyt, M. Tignor and H.L. Miller. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA, 996 pp.

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