溫室氣體與環境變遷 _{市教大環教所 湯宜佩}

今年2月是台灣史上2月最高溫紀錄，根據中央氣象局統計資料，台灣今年2月均溫比歷年高出3.43℃，是1951年來台灣最暖2月紀錄。不僅如此已經有越來越多的科學研究顯示，人類自從工業革命以來，因為大量的使用石化能源，造成大氣中的溫室氣體濃度節節上升，溫室效應加劇了全球暖化，與全球暖化有關的極端天氣、異常氣候，在近十年，有日趨頻繁的現象。氣候異常以及極端天氣引發的環境災害已威脅到人類的生存環境，造成的災害更發人省思。其實自從工業革命以來，由人類所引發的環境問題便不斷的在世界各地發生，從著名的1952年的倫敦煙霧、1958年的洛杉磯煙霧，到最近1985年的臭氧層破洞問題等，環境問題層出不斷而其影響範圍也由地區性的環境問題擴展至全球環境變遷。

從地球誕生迄今，就不斷的變化，陸地、海洋、大氣及生物間，以強弱快慢不同的脈動在變化著，在地球的四十六億年的歷史中，氣候受到許多因素的影響，即使沒有人為的影響，仍然自成一個體系，在不同的氣候狀態如溼熱、乾冷、寧靜、風暴間來回擺盪，不斷變遷。（魏國彥、許晃雄，1997）。不但季節變化年年不同，氣候變化更是十年、百年間不相一致。除了氣候變遷外，地球環境變遷還包括生態系統改變、水文循環和洋流系統改變、陸塊和海洋的面積及位置改變等。地球環境變遷的時間和空間尺度有大有小，大者可達到數十萬年以上的冰河週期及廣被全球的地殼運動；小者有僅局限一地的瞬間洪水和山崩災害等。

    以過去1萬年間來看，地球系統是相對穩定的，全球溫度變化在1世紀內不超過1℃。但是全球地表平均溫度單單在上世紀就增加了0.6℃（IPCC，2001）。從地球的歷史來看，人類存在所佔有的時間並不多，但是，近年來人類人口數急劇上升，為了維持生存對環境資源肆無忌憚的使用，所造成的卻是環境變遷相關問題不斷浮現。環境變遷指的是全球環境的變遷，包括氣候變遷，陸地及海洋生物生產力的變化、大氣化學成份的變化、水資源變化及生態系統的變遷。造成這些變遷的原因可能是自然的因素，也可能是人為的（魏國彥、許晃雄，1997）。

    近年來因為天氣異常，年均溫年年攀升，使全球暖化的相關議題越來越受到重視。自1980年以來，全球平均氣溫迅速上升，不尋常的天氣與氣候現象，頻頻發生，目前因全球暖化現象，已引起不少的環境衝擊及變遷。根據IPCC的評估報告，全球地表溫度在20世紀增加了0.6℃，且90年代可能是過去1000年以來最熱的10年；而其造成全球平均海平面平均每年上升；聖嬰現象在過去20到30年中，與之前100年相比，更頻繁、持久和強烈；自1950以來北半球春夏兩季海冰範圍減小，厚度在過去幾十年夏末到秋初期間變薄，且1960年後全球覆雪面積下降了；植物、昆蟲、鳥類和魚類向極地和高海拔地區移動；北半球植物開花提早、鳥類遷徙提早、昆蟲出現日期提早等等主要觀測到變遷的現象（IPCC，2001）。全球變遷的情況如此嚴重，而台灣地區在過去十年的氣溫是百年來最高的十年；近一百年來台灣平均氣溫上升1∼1.39℃，比全球溫度上升度數高了一倍。（洪志誠，2003）。可見台灣的情況不亞於全球。    

因全球暖化所直接造成的環境破壞或其他衝擊，已經對人類生存產生威脅性了。例如2005年8月太平洋島國萬那杜的特卡島（Tegua）居民，因為氣候變遷所產生的暴風雨、巨浪等，多次的吞沒村民的家園，而沿岸的村民被迫遷村到內陸高地，而他們也成為首批因全球暖化而遷村的環境災民；印度也面臨到相同的問題，印度東部西孟加拉省臨孟加拉灣的桑德班斯 (Sunderbans)三角洲，原本有102座島嶼，但近25年來陸續有4座島嶼遭海水永久淹沒數千居民生活受到影響；2005年大西洋的颶風季則創下數項紀錄，26個有命名的颶風，3個等級5的強烈颶風，且首次三個5級颶風出現於同一季，其中卡崔娜（Katrina）颶風更是造成近千人死亡，數萬人無家可歸；2005年6月中國北京市首次遭遇熱浪襲擊，達到了38.7℃高溫；2005年6月印度遭熱浪侵襲，當地氣溫高達49℃，奪走一百多條人命；2009年2月澳洲墨爾本飆46.4℃高溫 打破150年紀錄，造成20多人死亡；2005年四月西班牙遭遇到1947年以來最嚴重的乾旱等問題，全球暖化所引起的問題如數家珍，例外澳洲大堡礁因海水水溫上升而造成珊瑚白化；南極洲冰棚崩解；生態系因氣溫的改變，而造成生物物種的遷移現象等等的環境問題更是層出不窮，並引起國際間的重視。

    而造成全球暖化主要原因之一就是溫室效應，而溫室效應是指太陽輻射以短波長的形式照射到地球，而由地球表面反射之長波輻射會被大氣吸收，藉由此種自然的溫室效應，以維持地表之溫度。若大氣不存在，地球溫度將較目前為低。自古就有溫室效應，在地球誕生於46億年前，當時太陽的強度約只有目前的70％，太陽強度1％的變化，相當於地表氣溫1∼2℃的變化。因此，如果地球氣候只受太陽輻射的影響，在輻射平衡之下，遠古地球大氣應比目前低幾十度。（魏國彥、許晃雄，1997）。然而近年來由於人為因素而使二氧化碳（ CO2）、甲烷（CH4）、氧化亞氮（N2O）、氟氯碳化物（CFCS）等溫室氣體大量增加，過量排放進入大氣後，吸收地表之長波輻射，造成人為溫室。

溫室氣體的增加對氣候的影響很大，在南極大陸Vostok 冰芯採樣發現，比對在過去42萬年來，地球暖期發生時其所對應的大氣二氧化碳含量同樣已是偏高的狀態，二氧化碳含量和地球溫度演變成正相關。然而現今大氣中二氧化碳含量、溫度幾乎是過去42萬最高的，其中甲烷、氧化亞氮、氟氯碳化物等溫室效應更強的溫室氣體也快速增加中(許晃雄，2004)。在溫室氣體快速增加下，不可避免的將是面對越來越暖的氣候。

除了大量溫室氣體會增強溫室效應外，其生命週期也是環境問題之一，溫室氣體一旦進入大氣中，以人類目前的技術而言，幾乎是無法回收，只能依靠大氣自然循環才能讓它們完全分解消失(魏國彥、許晃雄，1996)。而溫室氣體的生命週期短則12年，最長的HFC-23長達260年之久，如石化燃料燃燒造成的二氧化碳生命週期為50-200年；發酵和腐化過程或不完全燃燒產生的甲烷生命週期為12-17年；微生物、化學肥料分解、化石燃料燃燒的氧化亞氮生命週期為120年；冷卻劑、冰箱及冷氣應用的氟氯碳化物生命週期為60-100年。溫室氣體生命週期長，過多的溫室氣體排放，大自然無法負荷，溫室氣體濃度無法降低，造成的就是氣溫逐年增加。

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