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地球工程(6)刷白的世界-提升陽光反照率

工業革命以來,人類不斷燃燒化石燃料,排放大量的二氧化碳到大氣層中。根據氣候學家的研究,從古至今大氣成份的變化主導著氣候的變遷,近百年來激增的二氧化碳濃度也不例外。大氣中二氧化碳的濃度增加導致了更多來自太陽的紅外光被二氧化碳吸收,熱量被留在地球表面,造成了溫室效應。為了減暖溫室效應,科學家提出地球工程的設想,希望可以減緩,甚至降低地球日益上升的平均氣溫。地球工程的方法主要可以分為兩種,一種是二氧化碳脫除法(Carbon Dioxide Removal, CDR),從大氣中移除過量的二氧化碳成份,降低二氧化碳濃度,自然可以紓緩其所致的溫室效應。第二種則是太陽輻射管理法(Solar Radiation Management, SRM),透過減少來自太陽的輻射量,直接減少地表所吸收的熱量。然而地球工程的方法往往涉及以人工的方法影響自然生態,在減緩溫室效應的同時,可能對地球環境造成其他更嚴重的破壞。
 
 
 

冰室效應

 

根據氣候學家的研究,在地球進入冰河時期時,大面積的陸地及海洋被白雪以及冰層覆蓋,被冰雪所覆蓋的大地對陽光的反照率高達85%(一般柏油路面對陽光反照率僅5%,且反射出的深色光容易被二氧化碳所吸收)。冰雪的反射使得太陽輻射不易被地表吸收,造成了低溫,而低溫的環境促使冰雪覆蓋的面積增加,如此往復循環影響,導致了持續低溫氣候。這樣的氣候效應被稱為「冰室效應」。

 

雪白屋頂計畫

 

師法於自然及老祖宗的智慧,一個自然、光明且熠熠生輝的點子被美國科學家Akbari所提出,在他的構想中存在一個雪白的世界。由看似白雪連天的屋頂覆蓋住整個城市,將灰黑色的水泥叢林搖身一變,變做一面巨大的反射鏡,將太陽光直接返回外太空。這樣的建築構想來自於歐洲地中海地區的傳統建築,白色的建築有助於保持涼爽,節省因炎熱而增加的空調成本,若將所有建築物都覆蓋上雪白的塗層,更會有助於減緩都市的熱島效應。

 

反射陽光,降溫地球

 

在Akbari的計畫中,希望世界各地的政府聯合,在修繕、興建都市建築及道路的同時,將反光材料的應用也考慮其中。全世界共有2.4%的陸地面積為建築林立城市,其中道路及建築屋頂的覆蓋面積占50%以上。若將所有的道路以及屋頂刷白,則能夠增加0.03%的陽光反射,相當於抵消了440億噸二氧化碳所造成的氣溫上升。但大面積的雪白也可能對人民的生活造成影響,就如同滑雪的人必須配帶深色的護目鏡,若將都市漆成雪白容易導致民眾眼睛不適,產生「雪盲」的症狀,或是影響飛行、造成交通安全等問題。Akbari也表示,其實反光塗料並不一定要是白色,日本也曾經做過反光塗料的試驗,將反光塗料應用在柏油路面上,成功反射86%的紅外光(溫室效應熱量主要來源,容易被溫室氣體吸收,造成氣溫上升),降低柏油路面的溫度。根據Akbari估計,將每10平方公尺的都市表面從黑變白,等同於減少一噸二氧化碳排放。

 

刷白世界的計畫相較於其他地球工程設想來說,顯得比較可行且無害。在全世界積極推動碳稅、碳補償計畫的同時,不妨也將這樣改變市容的計畫列入考慮。或許在不久的將來,我們便可以在世界各地欣賞到來在地中海的風情,享受涼爽的都市生活。如此一來,雖然無法真正解決過度排放二氧化碳的環境問題,卻能夠為人類爭取到扭轉溫室氣體濃度的時間。

 

(本文由科技部補助「新媒體科普傳播實作計畫」執行團隊撰稿)

審校:沈建豪

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