2009-10-10

[專題] 氣候變化科學(一) 溫室效應與碳迴圈

氣候變化科學
UNFCCC 撰,domi 譯,Fan-Lu Kung 校

I. 溫室效應與碳循環


地球上的生命靠太陽發出的能量(主要是可見光)維繫。大約百分之三十的太陽光被大氣層分散,剩餘到達地球表面,並由地表反射形成紅外線輻射-一種更加平靜、更慢速移動的能量形態。(電烤爐在烤架變紅前發出的能量便是該種熱能。) 紅外線輻射通過氣流慢慢上升,最終逃離至宇宙空間的過程會因為溫室氣體(如水蒸汽、二氧化碳、臭氧和甲烷)延遲。

溫室氣體通常只占大氣的百分之一,但是它們卻扮演著地球保護毯、或者溫室的玻璃屋頂的角色-聚熱不然的話,地表的溫度會比現在低上約攝氏30幾度。

人類活動使得這個保護毯變得更"厚"了-燃燒煤炭、石油及天然氣所產生的二氧化碳,由農業活動及土地資源利用變化所產生的越來越多的甲烷和氮,以及一些原本不會自然產生的工業氣體,都會使得溫室氣體的濃度較原本自然狀態下的濃度為高。

這些變化正以一種史無前例的速度發生著。如果排放繼續以目前的速度增長,預計在21世紀結束前,大氣中二氧化碳的含量便會是在進入工業革命前的兩倍,甚至可能是三倍。

這會造成所謂的「增強性溫室效應」,使得地表和低層大氣的溫度變高。IPCC的評估結果指出,這種暖化現象幾可確定是自1750年以來的人類活動所造成的一項全球性效應。電腦氣候模型估計,就算在最理想的狀況下,在2100年以前全球的平均溫度也會比現在高出約攝氏1.8至4.0度。上個世紀氣溫上升了攝氏0.74度,而在接下來的二十年裡,若溫室氣體的排放量仍以目前的速度增加,達到工業革命前濃度的兩倍,估計每十年氣溫將上升約攝氏0.2度。

氣候變化將會與氣溫的上升同步發生,例如雲量、降雨量、風型以及季節更替時間的變化。在IPCC的第四次評估報告中,便預測在21世紀熱浪和強降雨很可能會更為頻繁。在這樣一個擁擠的世界裡,無數人依賴著如季候雨等天氣形勢來維持生計,即使一點小小的變化,都可能會使他們的生活更為艱困。

二氧化碳要為「增強性溫室效應」負百分之六十的責任。人類燃燒煤炭、石油以及天然氣的速度遠遠超過它們生成的速度。這些活動將原本儲藏在燃料中的碳排放到大氣中,擾亂了自古以來便精巧地維持平衡的碳循環系統-碳在空氣、海洋和陸地草木間的循環。目前,大氣中二氧化碳的含量每20年便增加百分之十以上。

化石燃料的使用使大氣中的碳含量大幅增加,擾亂了古老的平衡。

溫室氣體長久以來的排放,無法避免地一定會造成氣候上的變化。氣候並不是隨著外在環境的變化而立即改變的,但是在工業化150年之後,全球性暖化加速了它的變化,即使減排溫室氣體、大氣碳含量不再增加,在未來數百年地球的自然系統仍會持續受到影響。

Reference
http://unfccc.int/essential_background/feeling_the_heat/items/2903.php

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