挽救發燒的地球(三)：明日過後，升高2度會怎樣？
105/05/13
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許藝菊｜
南台科技大學 機械工程系
從2004年電影”明日過後”警告世人不可小覷溫室效應的影響，2006美國前副總統艾爾高爾(Al Gore)在紀錄片中揭露”不願面對的真相”，告訴世人暖化確實在發生，到2010年文茜世界週報的”±2℃”表示台灣恐怕是氣候變遷下「全世界的第一批難民」。雖然證據確鑿，仍有科學家以地球科學的觀測數據，提出高高低低的溫度乃是地球常態。舉例而言，每隔5到7年，聯合國政府間氣候變遷小組（Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC）便會發布一份詳盡且深具影響力的報告，概述氣候變遷科學的研究現況。超過千人、代表主流科學意見的小組在1990年第一次的評估中，認定地球的溫度變化是大自然的正常變數，非人為所致。直到2015年11月2號，其第五次全球氣候報告中才認定，地球的氣候變遷有超過95%的可能性是來自於人類的活動。
氣溫的影響因素
氣候變遷小組的第一次評估也非空穴來風，因為影響氣候的因素實在太多了！幾乎所有人類或大自然活動，只要規模夠大都會有影響。目前氣候變遷的最大因子是二氧化碳，原因是二氧化碳吸收紅外線的熱量，遠遠高於目前大氣層中的主要組成成分(氮氣與氧氣)的吸熱能力。因此燃燒主要成分為碳的石化原料愈多，所產生的二氧化碳就愈多。也因此留住愈多來自太陽的紅外線，讓地球的溫度節節高升。在19世紀人類工業革命之前，二氧化碳的濃度約為280 ppm，而目前的濃度是地球在這百萬年來的新高點400 ppm，並且在持續增加中，而地球的溫度也緊緊跟著這個數據一齊爬升。
另外，雲層的存在對溫度變化的關聯性也不是單一性地互動。例如在台灣炎熱的夏日，雲層的出現擋住烈日而令人涼爽；而在西雅圖寒冷的冬日，雲層會像被子一樣蓋在上空，避免地表的熱量散失，而保持住冬日的溫暖。最後，再加上愈來愈多燃燒後的煤炭灰、懸浮在空氣中各種不可預知的汙染微粒，更增加了氣候模式的複雜度。愈形複雜的互動因子使氣候模擬失效，若是單就氣候模式的電腦模擬結果而言，即使是目前地表的實際溫度增加量，也還是低於科學家最高科技運算的預測值，代表地球對於溫度的改變還有其他人類未知、非線性的吸納能力，氣候模式的複雜度，讓科學家難以提出準確的估計，也因此讓原本也環環相扣的政策擬定相形困難。
升高2度是怎樣？
是不是從現在台灣夏天本來每天的溫度範圍如攝氏28~35度，變成攝氏30~37度，全球溫度就一齊上揚2度呢？地球上升1度的能量約為廣島原子彈每天爆炸40萬次，而這巨大的能量在空間上與時間上是如何分佈的？首先，不同區域的升溫效應並不盡相同，地球表面70%是海水，水相較於陸地有較高的比熱，舉例而言，水和玻璃的比熱分別約為4200與600 焦耳/(公斤·度)，所以讓海水升溫2度的能量，會讓相同質量的玻璃升高14度，所以，陸地的升溫會比較顯著。其次，在由混擬土、玻璃窗建築起來的大都會，其溫度又會比鄰近的鄉村區域高。這有一個專有名詞，稱為「都市熱島」（urban heat islands），這也是台北、高雄在氣象報告中總是比旁邊城市高的原因。另外，台北位於北部，本來應該比南部的城市來得涼爽，卻由於盆地地形使熱量容易累積、難以消散，造成夏日熱浪來襲時，溫度常常高居全台之冠。總而言之，升溫2度後，愈是高度發展的都市將經歷愈高溫難受的熱浪襲擊。
最後，全球過剩的巨大能量會以人類感受得到的破壞方式，來重新建立其平衡點，其中間過程的效應絕非僅以高溫來呈現。從時間的向度上，人們將感受到愈來愈極端的氣候型態，包括乾旱與大澇將頻繁地出現。以台灣北部最近百年的降雨情況作例子，基隆的降雨量增加1300毫米，降雨天數卻減少半個月；台北增加265毫米，降雨天數少一個月。全年的降雨日減少，長時間不下雨，超越本來水庫規畫可提供的蓄水量，造成乾旱。而在這更少的降雨日內，降下遠超越本來都市規劃的超豪大雨量，形成大澇。
為何2度是地球升溫的界限？
2度是源自2009年哥本哈根會議的結論，未來人類如果要生存，就必須將氣溫升高控制在攝氏2度以內。但是隨著科學家預測，超越2度是人類難以避免的命運。2015年的巴黎會議就不再把人類生存與2度如此強烈地連結在一起，或是如前所述認為台灣就要成為氣候難民。只是2度的意義並沒有改變，是氣候升溫對地球環境的傾覆點（tipping point）。意思是人類自工業革命後，開始增加大氣的溫室氣體，雖然全球氣溫也因此有改變，但是變化非常緩慢與微小，從表面來看可能不明顯，也容易被忽略，然而一旦到達傾覆點，就會產生飛躍性的明顯變化。
例如工業革命之初，少量二氧化碳的微幅升溫幾乎是無可察覺的。而在陸續升溫的過程中，極地效應讓兩極的升溫速度是全球均溫的2倍，引發冰原融化。減少像鏡子一樣反射太陽光回太空的冰原，將滯留愈多的太陽能量，而讓溫度更高，冰原再融化。然後愈少的太陽能量被反射回太空，形成典型的正反饋循環（positive feedback loop）。其次是當有融化的水流過大片冰原，接觸水的部份的冰會加速融化，而因此讓一大片的冰原被切割成多片較小的冰原，而較小的冰原會有較高的機會接觸到溫暖的海水，因此小塊的冰原會比整塊大冰原又更快融化。然後更少的冰原，更高的溫度，再一次的正反饋循環。最後，高溫解凍永凍土，釋放七百多億公噸的超級溫室氣體甲烷。甲烷吸收紅外線的能力是二氧化碳的72倍，這總總所造成的連鎖反應將讓地球的升溫無法回頭，一路往高溫持續邁進，產生飛躍性的快速改變。而2度被認為是這連鎖反應，不可回頭的升溫極限。（本文由科技部補助｢工程技術與社會風險之新媒體溝通｣執行團隊撰稿）
責任編輯：李瑞全 教授｜國立中央大學 哲學研究所
