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暖化的科學(1):引言-全球溫度

「溫室效應」簡單來說,就是地球的大氣中有會吸收太陽輻射的溫室氣體,例如二氧化碳(CO2)、氧化亞氮(N2O)、甲烷(CH4),這些溫室氣體在大氣中的濃度越高會導致地球的平均溫度隨之升高,因此造成了地球暖化。全球暖化不只對環境產生影響,也對動物及植物等生態造成傷害,氣溫升高會使得原本棲息在赤道的生物逐漸往較高海拔或南北極的地區遷移,造成很多地區的外來種變多,進而干擾生態的平衡。
 
 
 

2016年的台灣截至初冬為止,白天的氣溫仍然上看30℃,街上的民眾穿著短袖、短褲,彷彿這「氣焰囂張」的夏季尚未退場,顯示還未進入冬天的趨勢。更早以前,此時的溫度在初冬季節並不會如此的溫暖炎熱,或許你可以樂觀的認為只是冬季來晚了,然而不只是台灣,世界各地都出現異常的高溫,這是全球溫室效應帶來的結果,如此一想,可就是個嚴肅的問題了。

 

溫室效應與全球暖化

 

「溫室效應」簡單來說,就是地球的大氣中有會吸收太陽輻射的溫室氣體,例如二氧化碳(CO2)、氧化亞氮(N2O)、甲烷(CH4),這些溫室氣體在大氣中的濃度越高會導致地球的平均溫度隨之升高,因此造成了地球暖化。目前台灣的人們尚未感受到周遭生態因為溫度的提升而有明顯的改變,但因全球氣候變遷,對環境產生的影響甚鉅,全球各地出現令人恐慌的現象。另外,全球降雨分布不均、地表上受冰雪覆蓋的區域日趨減少。國際氣候變化專門委員會(簡稱IPCC)對氣候變遷做出未來趨勢的預測,在2100年全球平均氣溫將會上升1-4℃,而海平面則會提高45至73公分,這意味著颱風、乾旱、暴風雪等天災的威力會受到氣溫影響而增強許多,而北極冰層原本可以將太陽光反射,但如今夏天時冰層可能完全融解,使得地表吸收更多太陽光的熱量,惡性循環下,造成全球溫度持續升溫。

 
全球平均地表溫度變化(IPCC,2014)國際氣候變化專門委員會(簡稱IPCC)對氣候變遷做出未來趨勢的預測,在2100年全球平均氣溫將會上升1-4℃
▲全球平均地表溫度變化(IPCC,2014)國際氣候變化專門委員會(簡稱IPCC)對氣候變遷做出未來趨勢的預測,在2100年全球平均氣溫將會上升1-4℃
 

全球暖化造成的影響

 

全球暖化不只對環境產生影響,也對動物及植物等生態造成傷害,氣溫升高會使得原本棲息在赤道的生物逐漸往較高海拔或南北極的地區遷移,造成很多地區的外來種變多,進而干擾生態的平衡。許多動物的生理機能也和溫度高低有明顯的相關,例如:某些區域的候鳥遷移時間會比原定時間提早到達,秋天則會延後飛走;北極熊會棲息在漂浮的海冰上,這些漂浮的海冰也能做為懷孕北極熊的產房,然而隨著海冰不斷融化,失去家園的北極熊恐怕將因此滅絕。還有些動物對於生長環境的溫度需求是十分嚴苛的,珊瑚就是其中一個例子,全球暖化導致海水表面溫度也隨之升高,將會引起珊瑚白化。目前已有資料證實珊瑚的白化現象與升溫的海水是有相關聯的,當海水溫度升高1℃超過1週時,將發生珊瑚白化的現象(2015,環境資訊中心)。然而,受影響的不只是珊瑚,由於珊瑚礁內有眾多的生物棲息在此,若珊瑚礁失去生命,則住在珊瑚礁內的生物也將跟著滅亡。

 

大氣中的二氧化碳濃度增高,亦會使得植物的生理運作受到影響,例如光合作用、呼吸作用等,進而影響生態系中的物質傳遞、能量循環,甚至是生長與開花結實的時機都會被打亂。人們用來果腹的米飯也會受到全球暖化的波及,國際稻米研究所提供的資料指出,假設在晚間最低的氣溫升高1℃,則稻米的收成就會銳減一成(2016,國立科學博物館)。稻米可是全球超過一半人口用來食用的重要糧食,只要全球平均氣溫有少許變化,就可能造成糧食短缺,讓許多人餓死,因此,人們為了爭奪有限的資源,就可能產生鬥爭進而發生戰亂。

 
全球平均氣溫提升的後果(行政院環保署官網)
▲全球平均氣溫提升的後果(行政院環保署官網)
 

我們把焦點拉回台灣本島,其實,全球暖化已經逐漸影響台灣的生態,舉例來說,陽明山國家公園有一種名叫包蘀矢竹的特有種,是生長在台灣低海拔區的箭竹,在1999年至2000年時,新生的竹林棲地邊緣已發現遭受白背芒的入侵,導致族群縮減的現象發生,這就是全球溫度升高所影響的例證。

 

全球暖化還會造成人類許多明顯的生命威脅,其中一個就是傳染病的蔓延,台灣受之影響最顯著、使病例攀升的傳染病就是登革熱,登革熱會出現在高溫多雨的地區,感染登革熱的人最嚴重會休克。根據2015年WHO報告,1970年前全球僅有9國出現登革熱疫情,目前則已超過50個國家出現疫情,甚至擴及美國、法國等中緯度的國家,預測全球溫度若持續升溫,則會造成更高的死亡率。

 

該正視的事實是當全球平均溫度每升高1℃,會對全球生物造成更加嚴重的擾動,當全球平均溫度升高至6℃時,地球將會變得不再適合人類居住。為了扭轉氣候變遷造成的困境,2016年聯合國氣候峰會上,有171個國家簽署「巴黎協議」,此協議是以工業革命為基準,希望能把全球平均氣溫升幅控制在低於2℃之內,但仍然要朝著將氣溫升幅限制在1.5℃之內而努力。當我們已無法逃避全球暖化帶來的衝擊,更需思考如何去降低它對我們帶來的影響,減緩地球暖化的加速。否則舊有的農業生產方式恐怕無法負荷現今的天氣及環境變化,生態衝擊及氣候變遷對地球及人類的傷害將日益嚴重,所以我們現在必須重視這個議題,雖然大多數的我們不是造成全球升溫的元凶,但我們可以多關注和了解並在生活中做點改變,希望大家能共同守護我們居住的唯一的家,地球!

 
全球暖化(由世新大學「二氧化碳與能源發展科普推廣計畫」製作)
▲全球暖化(由世新大學「二氧化碳與能源發展科普推廣計畫」製作)
  

(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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