環(huán)境氣候

1、一、前言自從有人類以來，為了求生存以及求更好的生存環(huán)境，人類不斷向大自然爭取生存空間，成為影響環(huán)境變遷的因素之一。人類居住越久、人口越多的地方，受到的影響也越大。當人口稀少、科技不發(fā)達，人類焚燒森林擴張耕地，對大自然的影響是區(qū)域性而且緩慢的。隨著人口快速增加、科技不斷突飛猛進，人類的影響不斷加速而且擴大影響范圍，假以時日演化成森林縮小、土壤流失、水污染、空氣污染、降低生物的多樣性、沙漠化甚至可能導致全球氣候變遷。工業(yè)革命以來，人類大量地

2、制造二氧化碳、氧化亞氮、甲烷、氟氯碳化物等溫室氣體。人類對大自然的影響不再只是局限於地表，而是擴張至大氣，而且藉由大氣的運動，將影響逐漸布及全球，大幅提高了全球暖化的可能性?？茖W家也因此驚覺到氣候不只變幻莫測，更可能因人類的過度發(fā)展而發(fā)生更劇烈的變化。1980年代以來，全球平均氣溫迅速上升，不尋常的天氣與氣候現(xiàn)象頻頻發(fā)生頻率，使得氣候變遷突然成為世人矚目的議題。本文從科學的角度，討論溫室氣體增加可能產(chǎn)生的氣候變遷，預測氣候變遷所面臨的科

3、學問題，以及我們應采取的態(tài)度。二、溫室效應溫室效應是一自然現(xiàn)象，自盤古開天以來，就存在於地球。如果地球沒有大氣，在輻射平衡狀態(tài)下，地球表面的平均溫度約為18C，比目前地表的全球平均氣溫15C低了許多。大氣的存在使地表氣溫上升了約33C，溫室效應是造成此一溫度差距的主要原因。地球大氣中的許多氣體幾乎不吸收可見光，但專門吸收地球放射出去的輻射。這些氣體，允許約50%的太陽輻射穿越大氣為地表吸收，但卻攔截幾乎所有的地表及大氣輻射出的能量，減少

4、能量的損失，并且再將之放射出來，使得地表及對流層溫度升高。大氣放射出的輻射不但暖化地表溫度，而且在夜晚繼續(xù)放射，使地表不致於因缺乏太陽輻射而變得太冷。這些氣體的影響類似農(nóng)業(yè)用溫室的暖化作用，因此稱為溫室氣體，它們的影響則稱為溫室效應。溫室效應不只發(fā)生在地球金星及火星的主要大氣成份為二氧化碳。金星大氣的溫室效應高達523C，火星大氣太單薄，溫室效應只有10C。地球大氣的溫室效應，創(chuàng)造了適合生物生存的環(huán)境。但是，如果大氣中的溫室氣體含量過高

5、，將攔截過多的地球輻射使得地表氣溫逐漸上升。自從歐洲工業(yè)革命以來，人類的工業(yè)活動大量使用化石燃料(fossilfuel，如煤、石油)，制造了大量的二氧化碳，并將之排放至大氣之中。在工業(yè)革命之前的一千年，大氣中二氧化碳含量一直維持在約280ppmv(亦即，一百萬單位體積氣體中含有280單位體積的二氧化碳，圖1)。工業(yè)革命之后，二氧化碳含量迅速增加，1950年代之后，增加速率更快，到1995年濃度已達358ppmv。容量大，比較不容易增溫，

6、陸地的氣溫上升幅度將大於海洋，其中又以北半球高緯度地區(qū)上升幅度最大，因為北半球陸地較多。但是，北大西洋的氣溫不但不上升，反而下降。依據(jù)推估，二氧化碳濃度升高將使全球平均降水增加，尤其以冬季的高緯度地區(qū)最為明顯。在低緯度地區(qū)，原本降水量就比較大的地區(qū)的降水量普遍增加，尤其是南亞與東南亞。全球平均氣溫上升，海水溫度也上升，體積膨脹加上極區(qū)冰雪溶化，使得全球平均海平面逐漸上升，在2100年時將比1990年高出38公分至56公分（圖5）。海平面

7、上升的主要原因是海水體積膨脹，格陵蘭及南極洲冰川溶化的影響較小。在氣候變異度(variability)及極端氣候方面IPCC科學家作了以下結論:氣候平均或變異度的微小變化可能使極端氣候發(fā)生頻率產(chǎn)生相當大的變化。普遍增溫將導致高溫情況的發(fā)生頻率升高但使低溫情況的發(fā)生頻率降低。暴雨的發(fā)生頻率可能提高。平均降水減少的地區(qū)乾旱的可能性升高。水循環(huán)可能加強其含意為某些地區(qū)的旱澇加劇某些地區(qū)則減緩。中緯度風暴是否加劇或減弱則無定論。目前的知識無法判

8、定熱帶氣旋及臺風的可能變化。較暖的氣候使熱帶海洋較接近圣嬰現(xiàn)象的情況類似圣嬰現(xiàn)象的氣候型態(tài)可能較頻繁。四、氣候變遷預測的爭議IPCC利用氣候模式在超級電腦中推估未來的氣候，所用的知識與工具皆是最尖端的科技。然而，以目前人類對大自然的了解與知識，仍不足以用來準確的預測21世紀的氣候。在此僅討論幾個較具爭議性的議題?？臻g尺度越小、變化越劇烈的天氣現(xiàn)象，準確度越低：一般而言，氣候模式的空間解析度甚差。在許多模式中，臺灣甚至不存在。因此，不同模

9、式預測的區(qū)域氣候，有時甚至南轅北轍。因此，要利用目前的氣候模式預測未來的臺灣氣候幾乎是不可能的任務。許多影響氣候的物理機制仍未為人類所了解：最明顯的例子是懸浮微粒。人類燃燒化石燃料時，也同時產(chǎn)生硫酸鹽懸浮微粒，增加大氣混濁度，也造成空氣污染、酸雨。195060年代的科學家就曾警告說，人類造成的空氣污染增加大氣混濁度，將使氣候逐漸變冷。因此，如果考慮懸浮微粒的降溫作用，許多地區(qū)的增溫程度將減少，雨量變化甚至由減少變成增加（或由增加便減少）