與氣候一起飆舞–熱情探戈?還是獨自狂舞?

 
2009/01/06 許晃雄 | 臺灣大學大氣科學系(演講人)
張志玲 | 《科學發展》特約文字編輯(文字整理)
水都威尼斯 一個生態系是由很多動植物共同組成,氣候變遷後,原來的生態系就會瓦解。(圖片來源:黃銘傳) 氣候變遷會對農漁業產生影響(圖片來源:黃銘傳)
  • 水都威尼斯
  • 一個生態系是由很多動植物共同組成,氣候變遷後,原來的生態系就會瓦解。(圖片來源:黃銘傳)
  • 氣候變遷會對農漁業產生影響(圖片來源:黃銘傳)
 
2006 年 8 月,熱浪襲擊紐約市,電力吃緊,全市進入緊急狀況。2006 年 7 月,歐洲熱浪飆到攝氏 41.5 度,倫敦比曼谷還熱。2005 年,亞馬遜河流域發生百年乾旱,整個亞馬遜河只有涓涓細流,水面上都是死魚。

2001 年,臺灣發生一連串風災水災,納莉颱風來襲,除臺中外全臺各地無一倖免,緊接著連續發生兩年旱災。50 年前臺灣曾發生有史以來最嚴重的乾旱,那時候沒有新竹科學園區,對電子產業衝擊不大,忍一忍就過去了,可是這次的衝擊卻相當大,怪異氣候使得大家不斷在問:「是不是全球暖化造成的?」但以目前的科學理解來說,答案仍然是不知道!

影響氣候的因素非常複雜,有天文因素、火山爆發、聖嬰現象、生地化循環……等原因,也有人為因素如溫室氣體的排放等,受限於人類的能力,科學上對這些怪異氣候大半無法解釋。事實上,溫室氣體的存在本身就是一種大自然效應,原本存在於地球大氣層中。對於人類出現後所造成的溫室氣體的快速增加,是否就是導致氣候異常的原因,科學上並無一致性看法。

全球溫度逐漸上升

聯合國「跨政府氣候變遷專門委員會」於 2007 年 2 月發布的科學評估報告指出:過去 100 年來全球平均溫度上升攝氏 0.5 ~ 0.6 度;近 30 年來平均溫度上升近攝氏 1.8 度。如果只看過去 30 年溫度的變化,大部分地區溫度都在上升,尤其陸地溫度上升速度比海洋快。但在 1950 ~ 1970 年時溫度卻是下降的,也就是說,之前曾有一陣子有些地方的溫度下降,表示以前氣候屬於多樣性氣候。

一個生態體系如果是多樣性就比較穩定,同樣的,如果氣候屬於多樣性就能互相牽制,全球氣候就比較穩定。但是這個現象似乎已經改變,過去 30 年的氣候開始全球化,每一個地區的溫度上升速度都在加快。這是否表示:未來的氣候變化只有非常單一的因素在控制,以前的多元因素不見了?這是非常令人擔心的事。

極地情況也一樣。過去二、三十年來,北極海海冰面積快速縮減,與一百多年前的冰河對照起來,很多地方的冰河都不見了。不過裡面有一個有趣的對照:北半球很多地方暖化的趨勢非常明顯,可是南極只在某個角角上的某個地方的暖化程度比較厲害。實際上整個南極溫度仍在下降,這是科學上還不太了解的現象。

海平面上升 雨量變化不一致

全球海平面也在持續上升。過去一百多年,海平面上升約 10 ~ 20 公分,主要原因有兩個:一是陸上冰河溶解,融水流入海洋使得海平面上升;另一原因是海水溫度上升後體積膨脹,而海盆幾乎是固定的,因此海平面上升。從過去 10 年衛星資料觀測可知,西北太平洋、菲律賓海一帶是海平面快速上升的區域之一,不過仍有些地方的海平面下降。並不是每一個地方的海平面都上升,但是平均來說海平面是上升的,只是有些地方上升比較快,有些地方比較慢。

全球雨量變化有些擺盪,大概 1950 年到 70、80 年代,全球雨量比較多,最近比較少,這個現象在區域性地區相當明顯。由統計資料可知:全球雨量變化非常複雜、不一致,有些地方雨量上升,有些地方雨量減少。但是不管增加或減少都不好,增加太多容易發生洪水、豪大雨;雨量太少會發生乾旱,對人類影響很大。整體來說,過去幾十年來有些地區的豪大雨越來越劇烈,但是副熱帶地區乾旱的發生似乎越來越頻繁。最近最有名的乾旱地區是澳洲,澳洲已連續 6 年乾旱,其原因必須進一步探討。

人類可能造成了全球暖化

氣候變遷究竟是由於人為因素的影響或是大自然的變化呢?過去一百多年來人類排放很多溫室氣體,如二氧化碳、甲烷(沼氣)、氧化亞氮、氟氯碳化物等。可是恐龍存在的侏羅紀年代,二氧化碳含量是現在的 5 倍,更早之前的二氧化碳含量是現在的 15 倍、20 倍,現在再談「二氧化碳增加」究竟有何意義呢?其意義在於時間的短暫、快速。要證明過去一百多年來「二氧化碳的增加」非常異常,必須先研判過去一百多年來的變化情況是否很特殊,研判方法就是與過去數十萬年前比較。

科學家在 20 世紀發現全球各地的溫室氣體含量幾乎差不多。溫室氣體進入大氣層後,幾十年到一、兩百年內出不來,它會在大氣層裡漫遊,時間一久,使得全世界溫室氣體含量分布均勻。

為了了解幾萬年或幾十萬年前的溫室氣體含量,科學家在南極冰層鑽探,鑽得越深,鑽出的冰柱(冰芯)年代越久遠。冰柱裡面的氣泡很可能在幾萬年或幾十萬年前被封存在冰層裡面,因此分析氣泡可以知道當時大氣層中的二氧化碳、甲烷的含量。鑽探的結果是:在過去 65 萬年,南極冰芯氣泡裡的二氧化碳含量變化大概在 200 ~ 280 ppm(百萬分之一)之間。而工業革命前的二氧化碳含量是 280 ppm,現在已經增加到 380 ppm,約增加三分之一,由此可證,過去 100 年來人類確實製造了很多溫室氣體。

但要如何證明溫室氣體與氣候變化有關呢?研究者以電腦模擬虛擬實境進行研究,他們假設兩種情境:一是假設只有大自然因素,如太陽強度變化(變強變弱)、火山有無爆發等;一是大自然因素加上人為因素,如隨時間變化的溫室氣體排放量。結果顯示:如果沒有人類製造的溫室氣體,過去三、四十年的溫度不會如此劇烈上升。研究人員因此做了一個研判:人類在過去的一段時間內極可能造成了全球暖化效應。

溫度上升無法避免

對於未來氣候變化,科學家也以類似方法推估。首先假設一個最環保、人口最少的情境,而且大家都致力於抑制全球暖化現象。結果顯示:到了 21 世紀末,大氣層裡面溫室氣體累積到近 560 ppm,大概是一百多年前的兩倍,這就表示除非科技有很大突破,否則二氧化碳已經收不回來,溫室氣體的增加是人類的宿命,我們唯一能做的就是減少排放量、減少影響。

另一個假設情境是非常浪費、不環保、人口急遽增加到 100 億、120 億的狀況。結果顯示:溫室氣體排放量持續上升,到 21 世紀末時達到約 1,000 ppm,大約是 280 ppm 的 4 倍。這是科學上推測出來的最好和最壞兩種情境,然後再在兩種情境中推估,把資料放入電腦做模擬,猜測未來會怎麼樣。結果得知從現在到 21 世紀末最好的情況是,溫度上升保持在攝氏 1.1 ~ 6.4 度之間,這個溫度是過去一百年的 2 ~ 10 倍。

簡言之,「跨政府氣候變遷專門委員會」的第4份報告有以下結論:就溫度上升來說,陸地比海洋快。就雨量來說,高緯度地區增加,副熱帶陸地地區減少。未來全球海平面上升 18 ~ 59 公分,主要是熱膨脹的貢獻,但是有些科學家質疑這樣的估計過於保守。至於熱帶氣旋,如颱風、颶風這類劇烈天氣,人類仍無法判斷。

氣候變遷 環境生態跟著變

「跨政府氣候變遷專門委員會」在衝擊評估報告中,提到「氣候變遷後對環境生態變遷的衝擊」。由於雨量的變化,水資源在熱帶與高緯度地區可能增加,在中緯度與低緯度的半乾旱地區可能減少,因而推測缺水問題會越來越嚴重,並認為 30% 物種所面臨的滅絕風險越來越高。珊瑚白化機率可能因為海水溫度上升而增加。如果溫度變化太快,物種生存空間會改變。萬一氣候變化太快,物種調適太慢,這類物種就可能消失不見。

未來人類可能面對的問題是:溫度上升以後,低緯度地區糧食產量減少,中高緯度地區增加,原來穀倉不再是穀倉,如何調配變得很複雜。氣候變化對農漁業產生影響時,大公司或大規模作業區域影響比較小,沒有調適能力的小農戶或捕魚戶影響比較大,意即越貧窮的國家調適越難,科技發達國家則調適得很快。海平面上升以後,如果風暴加強,洪水和風暴造成的災害可能較大。在公共衛生方面,罹患心血管疾病的人可能變得比較多一點,整個環境變化後,傳染性疾病發生區域會改變,如瘧疾、登革熱會往北擴張。

推估未來氣候 眾說紛紜

世人對於科學上推估未來氣候變遷的信任度是:對於氣溫、海水溫度與海平面上升的推估比較相信,對於雨量推估的信心比較不足,對於區域越小或越劇烈的天氣現象的推估更無信心。很不幸的是,臺灣很小,天氣變化很劇烈。目前科技上沒有辦法告訴我們臺灣未來一定怎麼樣。

很多大自然現象科學上模擬不出來,用來推估未來氣候的模式又不太完善,使得推估出來的看法不易令人信服,這是世人對於全球暖化警告不太相信的原因。更何況對於未來氣候我們不是預測而是情境推估,如果情境假設錯誤,推估結果也是錯的。

氣候的很多不確定性不容易弄清楚,加上氣候模式仍不完美,因此產生兩極化的看法。譬如在紀錄片〈不願面對的真相〉中,美國前副總統高爾就很肯定地指出,全球暖化已經發生而且非常嚴重,海水會倒灌,會把上海、紐約淹沒,另一部電影〈明天過後〉描述得更嚴重。

但小說家兼醫生的麥克克來頓(Michael Crichton)在閱讀一、兩百篇論文後,寫下暢銷書《恐懼之邦》,他在書中反對全球暖化的說法,不認為這種事已經發生,也不認為未來會那麼嚴重。他甚至認為:這是一個政治、法律、媒體加上學界共同創造出來的陰謀,這個陰謀是要控制美國人民,令人民生活在恐懼中才比較容易掌控。

綠色科技 改善環境的商機

無論怎麼說,全球暖化風險確實很大,我們該尋找一些可以把衝擊降到最低的措施。有一個新看法:解決溫室氣體排放問題需要綠色的科技革命,新科技除改善環境外,或許也可以製造賺錢的機會,只是商機不能馬上出現。比方說:有人發展碳攫取儲存技術,想把二氧化碳儲存下來,或把它埋到海底或放到地層下面,不讓二氧化碳排放出去,這是非常複雜的技術。又如開發替代能源,發展風能、氫能、生質能、太陽能等的發電技術。

有些人為了避免大害而贊成核能發電;有些人希望像矽谷奇蹟般,再創一次太陽能發電奇蹟;也有人發展綠色建築,如瑞士再保公司英國總公司的建築非常奇妙,窗戶可以根據天候狀況自動打開,可以通風,所用的材料大都是玻璃,整座建築就是一個小小的、很好的生態體系,可以節約能源。荷蘭人有更新的思維:既然全球暖化、海平面上升避免不了,不如發展水上生活技術。一本叫做《自然資本主義》的書提到:以前講究的是人力生產力的提升,現在應該開始講究自然資源生產力的提升。

希臘神話中有一位擬人化的大地之母–蓋亞(Gaia),1972 年英國生態學家詹姆斯洛克(J.E. Lovelock)教授提出蓋亞理論(或稱蓋亞假說),認為地球是一個有生命的有機體。

面對全球暖化這個嚴肅話題,洛克教授認為:大地之母無法養育 100 億人口,因此科技發展無法真正解決問題。我們應該拋棄可持續發展或永續發展的觀念,提倡可持續退讓,最好把人類變成植物,製造合成食物,每個人吃藥丸就好,這樣就可以放棄農漁業,把海洋與陸地還給大地之母,這麼做以後地球才有希望。這是相當尖端前衛的想法,應該不會有人同意。究竟如何做才能因應氣候變遷所帶來的衝擊,這是人人都該思考的問題。

本文取材自國科會「2007 年展望系列春季系列演講第三場」臺灣大學大氣科學系許晃雄教授的演講內容。
 
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