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溫室氣體與全球暖化

如果你曾看過好萊塢災難片「明天過後(The Day After Tomorrow)」,你一定對影片中紐約市因為極端氣候而變成急凍世界印象深刻。在今日,極端氣候不僅僅發生在虛擬世界中,也真切地存在你我周圍。但是,你了解是什麼因素導致全球氣候異常嗎?又知道要怎麼做才能減緩全球氣候變遷的腳步嗎?

溫室氣體與溫室效應

太陽是地球系統的主要能量來源,太陽主要以可見光與紫外光(也稱紫外線)等短波輻射的方式,穿越太空與大氣層向地球表面傳遞能量。這些輻射能量在到達地球的大氣頂層時,大約有三分之一被直接反射回太空,剩餘的三分之二則被地球表面與大氣吸收。地球在吸收能量後,也同樣向太空散發等量輻射能量來平衡入射能量,但是由於地球表面溫度低,因此所散發的能量以紅外光(也稱紅外線,屬於長波輻射)為主。地球散發的紅外光一部份穿透大氣層到太空中,其餘被溫室氣體吸收並往各個方向輻射傳遞。這樣的過程使地球表面與大氣底層保持溫暖,我們稱之為「溫室效應」。

地球的能量來自太陽的輻射能。太陽的短波輻射部分被反射回太空,其餘被地球吸收。地球吸收能量後,也輻射出長波輻射回太空。這些長波輻射有些穿過大氣層來到太空,剩下的被溫室氣體吸收後,並往各個方向輻射傳遞,其結果使地球表面與大氣底層保持溫暖,稱之為溫室效應。

溫室效應示意圖

除了氟氯碳化物(Chlorofluorocarbons, CFCs)之外,大部分的溫室氣體是原本就存在大氣當中。水氣是最重要的溫室氣體,其次是二氧化碳(Carbon Dioxide, CO2)。甲烷(Methane, CH4)、氧化亞氮(Nitrous Oxide, N2O)、臭氧(Ozone, O3)等。自然的溫室效應,能調節地球表面的輻射冷卻作用,讓地球表面的溫度不會急遽變化。如果沒有溫室氣體保護,地球表面平均溫度將下降到-18℃,在這種情況下大部分生物都無法生存。溫室效應使地球表面平均溫度保持在適合生物生存的15℃左右,對涵養地球千千萬萬的生物功不可沒。

全球暖化及其影響

然而自工業革命之後,人類為了工業與文明發展大量使用石化燃料(如煤和石油),再加上不斷砍伐熱帶雨林以增加農耕面積,這些不當的人類活動製造了過多的溫室氣體,大大加強了溫室效應,破壞了長時期的能量平衡狀態,結果造成地球表面溫度上升,導致全球暖化(Global Warming)現象。根據科學家統計,截自2016年10月為止,2016年1月至10月的地表平均溫度,已經比20世紀的平均溫度多出了0.97℃,此數據比2015年的紀錄還多出0.1℃,且自有紀錄以來的全球均溫最暖的前8名,除1998年外均發生在2000年後,說明全球暖化是不可輕忽的現象。

根據美國國家海洋暨大氣總署(National Oceanic And Atmospheric Administration, NOAA)所公布的數據,根據統計到2016年10月為止,地表的平均溫度已經比20世紀的平均溫度上升約0.97℃。

全球陸地與海洋年均溫趨勢圖(圖片出處NOAA)

全球暖化的結果影響許多層面;地表溫度升高導致極區冰雪融化,再加上海水溫度上升所造成的體積膨脹,將使平均海平面逐漸升高。海平面上升會淹沒沿海地區,一些地勢低的海島國家也可能自地表消失。除此之外,地表溫度的上升會使有些地區因降雨量大增而發生洪水,有些地區則雨量減少而發生乾旱的極端情況。科學家普遍認為全球暖化的發展會導致更多極端氣候的產生,乾旱和洪水都會影響農作物的產量,造成糧食與水源的供應不平衡,進而引發社會經濟問題。在生態方面,地球上某些物種可能因為氣候變遷所造成的生存環境變異,進而面臨滅絕的危機,破壞生態平衡,為地球的生物多樣性帶來危害。

氣候變化綱要公約

為了因應全球暖化所帶來的各種影響,聯合國於1992年在紐約通過聯合國氣候變化綱要公約(United Nations Framework Convention on Climate Change, UNFCCC),期望能透過各國的努力,穩定大氣中溫室氣體的濃度,讓人類能在發展經濟與文明的同時,也能保護地球生態系統不受威脅。其後,聯合國召開許多氣候變遷會議,將氣候變化綱要公約的目標,明訂在下列協議書當中:

1.京都議定書(Kyoto Protocol)

京都議定書於1997年在京都召開的氣候變化會議中簽訂,締約國必須以個別或共同的方式,控制人為排放之溫室氣體量。原訂在2008~2012年間,將該國溫室氣體排放量降至1990年之平均水準再減少5.2%。

2.巴黎協議(Paris Agreement)

巴黎協議為2015年聯合國氣候峰會在巴黎通過的氣候協議,將取代京都議定書,明訂以工業革命前的水平為基準點,期望能將全球平均氣溫上升的幅度控制在2℃以內,並嘗試朝控制在 1.5℃以內的目標而努力。

臺灣身為地球村的一份子,為因應氣候變遷議題,積極邀請各界研討降低臺灣溫室氣體排放之相應策略。2015年立法通過「溫室氣體減量及管理法」,即是因應氣候變遷所訂立的法律,明確規範各部會分工權責,結合地方政府與民間企業力量,持續強化節能減碳工作,促進國家永續發展。

節能減碳從你我做起

文明與科技的發展,雖然使我們的生活更加便利、進步,但也同時消耗地球的自然資源、產生大量的溫室氣體。為避免溫室效應所造成的氣候變遷帶來嚴重的影響,我們每個人都應該從日常生活中做起,減少溫室氣體的排放。個人能做到的包括有:

  • 隨時節約能源、並選擇使用有節能減碳標章的高效能產品。
  • 實行垃圾減量、分類、資源回收,落實環保3R(Reduce、Reuse、。
  • 多加利用替代能源,如風力、太陽能、水力等。
  • 配合種植樹木、綠化造林。
  • 配合政府政策,協助提高各產業的能源利用效率。

 唯有在政府與個人齊心努力下,我們才有機會減緩溫室氣體的增加,共同創造一個永續生存的地球。

政府宣導的節能減碳標章,包含節能標章、省水標章、環保標章、碳足跡標誌以及綠建材標章。個人或企業可以選擇包含這些標章的產品,協助節能減碳工作。

節能減碳標章(圖片出處台灣省政府)

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