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暖化的科學(3):二氧化碳與暖化
常聽到的溫室氣體(Greenhouse Gases,簡稱GHG)有四種:二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、氟氯碳化物(CFCs)和氧化亞氮(N2O)。其中目前影響全球暖化最多的溫室氣體為二氧化碳(CO2),雖然有專家指出,甲烷的暖化效應是二氧化碳的72倍,但由於二氧化碳是人為排放量最多的溫室氣體,約占所有溫室氣體總貢獻的65%,故大多數的學者都將矛頭指向二氧化碳做為全球暖化的元凶,並嘗試將大氣中的二氧化碳濃度降下來。
 
 
 

你怕熱嗎?如果是,那麼台灣近年來出現暖冬的情形,恐怕讓怕熱的你叫苦連天吧!這現象也讓全球科學家嚴陣以待,因為這與全球暖化有不可分割的關聯,全球暖化為國際上沸沸揚揚的話題之一,而產生全球暖化的始作俑者不外乎就是過於嚴重的溫室效應,其中造成溫室效應的關鍵就是溫室氣體,溫室氣體扮演的角色為吸收太陽光的輻射熱,並反射回地表上,因此地球才能維持合宜的氣溫適合各種生物居住,若沒有溫室效應的話,地球可能會像火星一樣冰冷。如今,因為人類在工業革命後排放過多的溫室氣體,使得溫室效應日趨嚴重,全球暖化的問題也更加棘手。如果全球氣溫持續升溫,科學家估計到了2100年,全球氣溫將會比1990年的氣溫還要高出5.8°C,海平面也會上9至88公分,指若水災發生能淹到一個成人腰部以上的距離!。由此看來勢必要將溫室氣體的濃度給降下來才能減緩全球暖化。

 

溫室氣體成員

 

      為了避免大家誤解溫室氣體都是壞東西,在前一段已提到,大自然的溫室效應對地球恆溫是有幫助的,錯就錯在人類製作過多導致全球暖化的溫室氣體。究竟溫室氣體有哪些成員?最常聽到的溫室氣體(Greenhouse Gases,簡稱GHG)有四種:二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、氟氯碳化物(CFCs)和氧化亞氮(N2O)。其中目前影響全球暖化最多的溫室氣體為二氧化碳(CO2),雖然有專家指出,甲烷的暖化效應是二氧化碳的72倍,但由於二氧化碳是人為排放量最多的溫室氣體,約占所有溫室氣體總貢獻的65%,故大多數的學者都將矛頭指向二氧化碳做為全球暖化的元凶,並嘗試將大氣中的二氧化碳濃度降下來。台灣也有全島性的溫室效應,這和全球暖化的趨勢是一致的,但台灣的氣溫變化為每百年上升1°C至1.4°C,全球的平均溫度變化則是每百年上升0.6°C,相較之下,台灣遠比全球氣溫變化還要大很多,更從2016年我們穿著短袖趴趴走的冬天,就能感受其變化之大。

 

二氧化碳影響

 

      隨著工業革命後排放大量的溫室氣體一路到現在21世紀,有評估報告顯示出,若再不採取任何手段或訂定限制規範,到了2100年,大氣中的二氧化碳濃度會上升至1,200ppm(百萬分之一),而大陸嚴重霧霾正是0.081 ppm,會造成身體上的負擔,白階級父母能購買高價的空氣清淨機,保護孩子,中產階級的人們就只能戴著口罩,護著一絲希望罷了。聯合國世界氣象組織發表「溫室氣體公報」顯示,在2015年大氣中平均的二氧化碳濃度已高達400 ppm,這比工業革命前還要高出44%,看來減緩二氧化碳濃度是刻不容緩。國際上,各國也積極在立法控管二氧化碳的排放,其中有超過百國在日前簽屬了「巴黎協定」,目的是要保持本世紀的全球氣溫不超過工業化之前的2°C。

 

二氧化碳儼然成了首要通緝犯,但它從何來呢?大氣中的二氧化碳來源有很多種,其中只要燃燒化石燃料就會產生二氧化碳,化石燃料包含石油、天然氣和煤等,這為二氧化碳的主要來源。另外,從台灣各部門排放的二氧化碳量來看,工業部門的排放量佔47.84%是最多的,其次是運輸部門佔14.6%,最少的是農業佔1.14%。

 

自從工業革命以來,人類已經產生了3370億噸的二氧化碳,看到這樣可觀的數據,而且趨勢又是不減反增,實在令人膽顫心驚,也憂心忡忡。其實,生態上也有減少大氣中二氧化碳的機制,像是森林擁有減少大氣中二氧化碳的吸存能力,但許多國家的農夫為了種植較高的經濟作物,將大片大片的森林燃燒殆盡,想想看,人類肆無忌憚的排放二氧化碳,更大規模的砍伐森林,進一步破壞自然界的代謝循環,生態無法將人為產生的二氧化碳給吸收,就使得二氧化碳濃度嚴重飆升;如同攝取過多的熱量,又不運動來代謝,終究會導致肥胖的道理一樣。

 

      台灣也是製造二氧化碳的幫兇之一,根據行政院環保署的統計,台灣於2014年在能源使用上排放約249百萬噸二氧化碳,相當於68萬座台北101在2015年排放的二氧化碳當量(4.7萬公噸),而全球總共排放量為32,381百萬噸二氧化碳,台灣佔全球總排放量的0.77%,全球排名第21名。看到這麼前面的名次可不是件好事。目前台灣已訂定「溫室氣體減量及管理法」,對溫室氣體排放進行階段式的管理。

 
二氧化碳濃度變化趨勢圖 (修改自NOAA,2016)黑色線為平均數值紅色線為動態數值從圖中能看出自1960年以來二氧化碳濃度從大約315ppm持續增加,截至2016年時二氧化碳濃度已高過500ppm
▲二氧化碳濃度變化趨勢圖 (修改自NOAA,2016)黑色線為平均數值紅色線為動態數值從圖中能看出自1960年以來二氧化碳濃度從大約315ppm持續增加,截至2016年時二氧化碳濃度已高過500ppm
 

總結

 

      根據國內學者專家研究顯示,台灣深受全球暖化的影響並不輕微,由於台灣為海島國家,只要海平面上升將增加海水倒灌的可能性,陸上能使用的面積將減少,對於淺海養殖業造成衝擊,而台灣的居民時常抽地下水,因此地層下陷後海平面上升的影響會更加劇烈。另外在水資源方面,由於全球氣溫升高導致水蒸發速率提高,估計台灣在2050年前,冬天的總雨量會減少5至10%,減少量相當於台灣水庫總蓄水量(19億公噸),而夏天的總雨量可能會增加5至10%,這將會影響農作物的生長與收成,因而產生糧食不足的情形。除了各地的專家學者在集思廣益之外,為了我們所居住的地球,二氧化碳減量人人有責,不能等著政府頒布政策,再去聽命行事,我們要即知即行,以身作則,在生活中多留意並落實各個能夠減碳的小動作,像是隨手關燈、冷氣不要調太低溫等,千萬不要輕忽自己的影響力!

 
表1 台灣政府各部分二氧化碳排放比例 (行政院環保署官網,2015)從表格中能看出在2015年工業部門的二氧化碳排放量最多高達47%而農業部分排放的最少
▲表1 台灣政府各部分二氧化碳排放比例 (行政院環保署官網,2015)從表格中能看出在2015年工業部門的二氧化碳排放量最多高達47%而農業部分排放的最少

 

(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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