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Mauna Loa Carbon Dioxide

1958年莫勞島二氧化碳含量變化

全球变暖指的是在一段時間中,地球大气海洋温度上升的現象,主要是指人為因素造成的溫度上升。原因很可能是由於溫室氣體排放過多造成。

20世紀,全球平均接近地面的大氣層溫度上升了攝氏0.6度。[1]普遍來說,科學界發現過去五十年可觀察的氣候改變的速度是過去一百年的雙倍,有理由認為該時期的氣候改變是由人類活動所推動。[1]

二氧化碳和其他溫室氣體的含量不斷增加。[2]正是全球變暖的人為因素中主要部分。燃燒化石燃料、清理林木和耕作等等都增強了溫室效應。第一次懷疑溫室效應會發生的觀測是瑞典化學家阿累尼乌斯1897年所做的。雖然當時沒有引發公眾討論,但自1980年代後開始引發公眾關注。

美国加利福尼亚大学科学家太平洋中央夏威夷茂納羅亞峰上设立4个7高和一个27米高的采样塔,每小时采样4次,分析二氧化碳的变化情况。(如右图)[3][4]

目前全球平均温度的变化,几乎和二氧化碳含量的变化是同步上升的,从工业革命开始,二氧化碳的含量急剧增加,虽然植物光合作用吸收了很大一部分二氧化碳,海洋也溶解一部分二氧化碳并固定成碳酸钙,但空气中二氧化碳的含量还是逐步增加。根据美国弗吉尼亚大学英国東安格里亞大學联合研究的结果,在进入20世纪后半叶,全球温度上升的趋势非常明显,温度变化情况见下图。

全球性的溫度增量可能反過來導致其它方面的變動 ,包括海平面上升和降雨量及降雪量在數額上和樣式上的變化。這些變動也許促使極端天氣事件更強更頻繁,譬如洪水旱災熱浪颶風龍捲風。除此之外,還有其它後果,包括更高或更低的農產量、冰河撤退、夏天時河流流量減少、物種消失及疾病肆虐。預計全球變暖所因致事件的數量和強度; 但是很難把這些特殊事件連接到全球變暖。雖然很多研究集中在2100年或之前的時間,但是Template:Fact 。因為二氧化碳在大氣中有50年到200年的壽命 [5]。但是還是有不少氣候研究顯示為人類的行動在最近全球變暖中其實沒有扮演重要角色}。但是無論氣候變化的成因或結果為何,許多人是非常關心的;而且對於應付預言後果的政策應該如何實施,引起了全球廣泛的政治爭論、公開辯論及各種學術研究。這些政策討論重點是應該減少還是扭轉未來的暖化及怎麼應付預計的後果 。

命名法則 编辑

全球變暖是比氣候改變更明確的名稱。原則上,「全球變暖」一詞對成因持中立觀點,但是根據大眾的用法,「全球變暖」意味著人類的影響。[6][7]可是,联合国气候变化框架公约使用「氣候改變」代表人為因素導致的改變,「氣候變化」代表其他東西導致的改變。其他組織則使用「人為的氣候改變」(anthropogenic climate change)代表人為因素導致的改變。

歷史上的全球變暖 编辑

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2000 Year Temperature Comparison

根據不同的重組所展示過去2000年的平均地表溫度。每十年找一個平均值。特別顯示2004年的溫度來作參考。

根據儀器記錄,相對於1860年至1900年期間,全球陸地與海洋溫度上升了攝氏0.75度。自1979年,陸地溫度上升速度比海洋溫度快一倍(陸地溫度上升了攝氏0.25度,而海洋溫度上升了攝氏0.13度)。根據衛星溫度探測,對流層的溫度每十年上升攝氏0.12度至0.22度。在1850年前的一兩千年,雖然曾經出現中世紀溫暖時期小冰河時期,但是大眾相信全球溫度是相對穩定的。

根據美國太空總署戈達德太空研究所的研究報告估計,自1800年代有測量儀器廣泛地應用開始,2005年是最溫暖的年份,比1998年的記錄高了攝氏百分之幾度。 世界氣象組織英國氣候研究單位也有類似的估計,曾經預計2005年是僅次於1998年第二溫暖的年份。[8] [9]

在人類近代歷史才有一些溫度記錄。這些記錄都來自不同的地方,精確度和可靠性都不盡相同。在1860年才有類似全球溫度儀器記錄,相信當年的記錄很少受到城市熱島效應的影響。從最近的千禧年內的多方記錄所展示的長遠展望,在過去1000年的溫度記錄中可以看到有關的討論及其中的差異。最近50年的氣候轉變的過程是十分清晰,全賴詳細的溫度記錄。到了1979年人類更開始利用衛星溫度測量來量度對流層的溫度。

在2000年後,各地的高溫記錄經常被打破。譬如:2003年8月11日,瑞士格羅諾鎮錄得攝氏41.5度,破139年來的記錄。同年,8月10日,英國倫敦的溫度達到攝氏38.1,破了1990年的記錄。同期,巴黎南部晚上測得最低溫度為攝氏25.5度,破了1873年以來的記錄。8月7日夜間,德國也打破了百年最高氣溫記錄。在2003年夏天,台北上海杭州武漢福州都破了當地高溫記錄[10][11],而中國浙江省更快速地屢破高溫記錄,67個氣象站中40個都刷新記錄。[12]2004年7月,廣州的罕見高溫打破了五十三年來的記錄。[13]2005年7月,美國有兩百個城市都創下歷史性高溫記錄。[14]2006年8月16日,中國重慶最高氣溫高達43度。[15]台灣宜蘭在2006年7月8日溫度高達38.8度,破了1997年的記錄。[16] 2007年8月16日,日本埼玉縣熊谷市溫度高達40.9度,破了1933年日本山形市的記錄。[17]

成因 编辑

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Carbon Dioxide 400kyr

過去40萬年的二氧化碳含量與自工業革命的急速飆升;地球軌道的週期性改變(又稱為米蘭柯維奇旋迴)被相信是十萬年的冰河時期循環的背後推動者。

氣候系統的改變來自自然或內部運作及對外來力量的改變作出的反應。這些外來力量包括了人為與非人為因素,譬如太陽活動火山活動溫室氣體。多名氣候學家同意地球近年來已經變暖。近代氣候轉變的成因仍然是活躍的研究範疇,但是科學界的共識指出溫室氣體是全球變暖的主因。可是,科學界外仍然對此結論有爭議

在地球大氣層排放二氧化碳甲烷,而其他情況不變下,會促使地面升溫,溫室氣體產生天然的溫室效應。如果沒有它,地球溫度會比現在低攝氏30度,使地球不適合人類居住。因此,在支持與反對這套變暖理論之間爭辯是不正確的,反而應該則重於大氣層中二氧化碳甲烷含量的增加所產生的最終效果,什麼時候應該促進或什麼時候才同意使之緩和。

舉一個重要的回饋過程的例子,就是冰反照率回饋。大氣層中增加二氧化碳暖化了地球表面,導致兩極冰塊溶解。陸地與開放水域便佔據更多的地方。兩者比冰的反射還要少,所以吸收了更多太陽輻射。這樣使變暖加劇,到頭來促使更多冰塊溶化,循環不斷持續。

因為地球的熱力慣性與對其他間接效應的緩慢反應,地球現今的氣候在不斷增加的溫室氣體下變得不平衡。氣候行為研究指出,縱使溫室氣體維持現今的水平,全球平均溫度可能仍然會上升攝氏0.5至1度。

大氣層中的溫室氣體 编辑

Co2-temperature-plot

在過去65萬年,大氣層二氧化碳與全球溫度的圖表

Major greenhouse gas trends

1980年至2003年,全球主要溫室氣體的趨勢圖

溫室氣體對於太陽的短波輻射來說是透明的。可是,它們卻吸收了來自地球發放的(黑體輻射)部份長波的紅外線輻射。這樣使地球難以降溫。它們能暖化地球多少是以全球暖化勢能作指標。

大氣層中二氧化碳及甲烷的濃度自1750年比前工業化水平(280百萬分率)分別上升了31%與149%。而現在的水平已經高於380百萬分率。從冰芯中提取可靠的數據指出,與過去65萬年的作比較,這是個明顯的飆升。從一些非直接的地質學證據,有理由相信過去4千萬年的二氧化碳含量比較高。在過去的二十年中,大約四分之三的人為的二氧化碳排放都是燃燒化石燃料。其他的人為排放都是土地使用方面,特別是砍伐森林[18]

1958年夏威夷大島海拔約3400公尺的毛納洛峰上對二氧化碳混合比率展開了最漫長的連續的儀器測量。從此以後,人們發現每年的測量結果不斷攀升,如基林曲線(Keeling Curve)顯示,數值由當初的315百萬分率上升至2006年超過了380百萬分率,升幅大約是21%。[19][20]結果顯示二氧化碳含量在每個月出現輕微季節性變動而整體上全年是不斷上升。

甲烷天然氣的主要組成部分,大部分由生物生產和從天然氣管道和其它基礎設施洩漏出來。一些甲烷的生物來源是自然的,譬如白蟻。可是其他來源則是由人類農業活動增加而帶動的,例如稻米的耕種。[21]最近的證據顯示,森林也許是甲烷的來源[22][23]。如果屬實,這會是對天然溫室效應的額外貢獻,而不是人為溫室效應的。[24]

雖然實際的趨勢軌線視乎不確定的經濟、社會、科技及自然發展,預期未來的二氧化碳水平將因為使用化石燃料而持續攀升。政府間氣候變化委員會的《排放情況的特殊報告》羅列出很多不同的二氧化碳情況,在2100年可以達致由541至970百萬分率的水平。[25]如果煤與焦油被廣泛地採用,現時的化石燃料儲備是有能力實現這個水平並且在2100年後繼續排放。

File:Greenhouse Gas by Sector.png

全球的主要人為排放的溫室氣體是來自燃燒燃料。餘下的大部分來自“短暫的燃料”(生產與運送中耗用的燃料)、工業及農業生產中的排放。在1990年,他們的比重分別是5.8%、5.2%和3.3%。當前的數據都可以作比較。[26]大約17%來自發電時所耗用的燃料。很少來自大自然與人為生物來源,大約只有6.3%來自農業所產生的甲烷氧化亞氮

正迴饋效果會導致更多溫室氣體的來源。譬如於「在過去50年觀察得到的大部分暖化都是由人類活動所致的」的科學公眾輿論程度。 [27] 在科學雜誌中,加州聖迭戈大學的歷史學教授納奧秘·奧勒斯克斯科學資訊機構中的928份科學文獻的摘要中尋找全球氣候改變(global climate change)。他得出結論,當中75%明示或暗示接受了這個公眾輿論的觀點。[28][29]可是,奧勒斯克斯教授並沒有表示多少摘要指出人類導致的暖化效果。

除了這個公眾輿論外,還有其他的假說嘗試解釋全部或部分的全球溫度升高的原因。某些假說如下:

  • 全球溫度升高仍然屬於自然溫度變化的範圍之內。
  • 全球溫度升高是小冰河時期的來臨。
  • 全球溫度升高的原因是太陽輻射的變化及雲層覆蓋的調節效果。[30]
  • 全球溫度升高正反映了城市熱島效應。因為很多讀數都在人口稠密或正在擴張的地區。[31]

太陽變化理論编辑

Solar-cycle-data

過去30年的太陽輻射的變化圖

政府間氣候變化專門委員會的第三份評估報告所闡述的模型研究發現最近40至50年的氣候改變並不需要太陽發光度的變動。[32]這些研究發現火山及太陽活動只能影響1950年前的溫度改變的一半,但這種自然力量最近已經被抵消。[33]特別是,自1750年的溫室氣體所推動的氣候改變比同期增加的太陽活動所推動的高出八倍。[34]

有些研究(Lean等人,2002年;Wang等人,2005年)認為前工業時期的太陽發光度比第三份評估報告中所提及的復原紀錄(例如:Hoyt和Schatten,1993年;Lean,2000年)還少三四倍。其他研究人員[35]相信太陽發光度對全球變暖的影響被低估了。他們估計太陽活動促使近來溫室效應的16%或36%。其它人[36]則建議雲層和其他過程的回饋加劇了太陽活動的變動所帶來的影響。如果是真的,太陽活動的變動真的被低估了。從普遍的科學理解來說,太陽發光度變動對歷史上的氣候改變貢獻是十分小[37]

現在的太陽活動水平是歷史性高。科學家Sami Solanki博士等人認為過去60年至70年的太陽活動是八千年來的高峰期。[38]Muscheler等人則認為過去幾千年都曾經出現類似的高峰期。[39]Solanki博士根據他們的分析斷定了太陽活動在未來的50年會降低的機會率大約是92%。再者,美國杜克大學的研究者在2005年發現過去二十年的改變中的10%至30%可能來自增加的太陽輸出。[40]回顧了現有的文獻,Foukal等人斷定自從1970年代中期太陽輸出的變化很難加劇全球變暖並且沒有證據顯示太陽發光度在這個時期有所增加。[41][42]

社會與政治爭議编辑

主条目:地球暖化爭議
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過去幾年以來,大眾對地球暖化的重視程度明顯提昇。[43] 人們對地球暖化原因的各項科學解釋高度關注,同時引起了政治與經濟上的辯論。雖然貧窮地區,特別是非洲的排放量很微小,但卻面對著全球變暖所帶來的極大風險。[44] 同時,美國不滿發展中國家能夠免除京都協議書的約束,並且以這個為拒絕簽署協議書的理由。[45]西方社會中,相比美國歐洲有很多人接納了人類對氣候的影響及努力對抗變暖這些說法。[46][47]

化石燃料組織及公司譬如由菲利普·庫尼(Philip Cooney)及某些智庫競爭企業協會卡托研究所所代表的美國石油學會艾克森美孚利用一些運動來淡化全球變暖的風險[48][49][50][51]環保團體及公眾人物則舉行運動來強調當中的風險。最近,一些化石燃料公司已經減少了淡化運動[52],甚至呼籲制定避免全球變暖的政策。[53]

這個議題促發了關於限制工業的溫室氣體排放對經濟活動的影響的辯論。在美國,對科學證據及報告作政治操控也成了重要的議題。[54][55]其他國家則更會討論為了減排而採取另外一些更潔淨能源時所需要的成本。[56]

其他爭論焦點則在於一些新興工業國家如印度及中國在控制排放的力度應該有多大。根據很多報告,中國的二氧化碳排放量(主要來自火力發電廠汽車)預計在未來數年便會超越美國。[57]中國辯稱因為中國人均排放量是美國的五分之一,所以在減排上沒有很大責任。美國辯稱如果他們必要承擔減排成本,中國也要。[58]印度也快將成為工業排放的大國之一,將會與中國一樣面對同樣的問題。[59]

造成的影响 编辑

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File:GlobwarmNH.png
  1. 由于海洋温度增加,南极北极冰川会加速融化,导致海平面上升,会淹没沿海低海拔地区,例如大洋洲島國圖瓦魯已被水淹沒。全世界有3/4的人口居住在离海岸线不足500公里的地方,陆地面积缩小会极大地影响人类居住环境,甚至可能导致战争。河、海堤的建立,可降低海平面上升的影響,保護地勢低的地區。
  2. 由于海洋温度增加,水蒸发加快,大量水气被输送进入大气,会导致局部地区短时间内降雨量突然升高,这样暴雨天气就会导致水灾山体滑坡泥石流等更加频繁的发生,位于河流沿岸的城市和位于河流下游的广大地区因此受到洪水的威胁,水灾面积因为短时的强降水而迅速扩大,水土流失问题也比过去更加严峻。
  3. 由于大气温度升高,导致热带传染病向高纬扩散,目前已有热带传染病扩散的迹象。而过去在低温下难以存活的病毒随着冬季温度上升,有全年活动的可能,最近一段时间的监控发现,过去已经得到控制的疾病如结核病等有再度爆发的可能。
  4. 由于大气温度升高,令蒸发量上升,在以往干旱少雨的地区面临更加严峻的考验,而不正确的耕作方法很有可能让以前植被覆盖就不好的半干旱地区失去保护成为半沙化地区,从而导致内陆地区沙漠化加速,沙漠有扩大的危险(实际上沙漠化问题已经困扰着东亚和中亚国家,在撒哈拉边界地区更是情况堪忧)。
  5. 虽然由于温度升高,Template:Fact ,而如果食物链中的上层和顶层生物如果不作出相应变动就会严重危机到种群的繁殖和发展,整个生物多樣性(Biodiversity)会受到威胁,许多物种会加速灭绝的步伐。
  6. 由于两极冰山崩塌,北欧南美近极地的地方Template:Fact ,会严重影响当地生态系统,造成不可逆的变化。
  7. 澳洲流行病學家Anthony McMichael於美國微生物學會的會議上提出警告,表示全球暖化使得多種流行病的流行模式發生改變增加爆發機會[60]

全球变暖极大可能影响人类生存环境,人类至少应该将自己对全球变暖的贡献降到最低程度,尽量减缓全球变暖的趋势。


对全球变暖的其他看法(各看法互相独立) 编辑

  1. 现在的时代是地质史上相对比较寒冷的时代,地质史上曾有的地球气温达Template:Fact,恰是生物繁盛的时代,全球变暖有助于生态系统的更加稳定。
  2. 全球变暖将使全球热量上升,使得农作物的播种范围扩大,再加上空气中二氧化碳浓度增高,空气中的水汽增加,有利于降水,所有这些因素,有利于农业的发展。
  3. 否认全球变暖的:近几十年来,全球平均气温波动均在0.6摄氏度以内。这么小的气温变率是正常现象。
  4. 全球暖化的主因在於太陽輻射增加,人類影響有限。
  5. 全球暖化起因於城市熱島效應,由於城市的氣溫上升,位於都市的氣溫觀測當然會上升,因此高估了實際上的全球溫度上升。
  6. 认为全球变暖不是二氧化碳成因的,二氧化碳在大气中的温室效应有待进一步评估, 因為水氣才使主要的溫室氣體(60~70%),但是二氧化碳只有26%。
  7. 與其採用限制二氧化碳排放的方法來控制全球暖化,還不如利用其他方法來解決全球暖化造成的問題;這樣才能有效的利用資源。
  8. 目前想要減緩全球暖化的方法不一定是最佳方法。京都協議書不限制中國印度很容易會造成反效果(例如鋼鐵廠及石化廠全部由已開發國家外移不設限的國家、並且在能源效率及污染防制上變差);而就算限制開發中國家、其可行性、效果及成本效益比也遭到強烈質疑。
  9. 以目前的科技水準,想要維持經濟成長同時減少二氧化碳排放量還是不可行的。
  10. 一些號稱能減少溫室氣體排放的作法,事實上反而會增加溫室氣體排放,例如生質燃料;而植樹的效應也是被懷疑的。
  11. 全球暖化令死於寒潮者減少,有說指死於寒潮的人比熱浪多。[61]

参考文献编辑

  1. 1.0 1.1 Template:Cite web
  2. Template:Cite web
  3. Template:EnCarbon dioxide in the atmosphere - first signs of increase
  4. 茂納羅亞峰上採集的數據
  5. 美國環保局:全球變暖潛力與大氣中壽命 Template:En
  6. global warming - Definition from the Merriam-Webster Online Dictionary
  7. Template:Cite web
  8. 美國太空總署戈達德太空研究所的研究報告全球溫度趨勢
  9. 2005年的溫度
  10. 天氣在線:入夏以來中國和歐洲的高溫記錄
  11. [http://unn.people.com.cn/BIG5/22220/28976/28982/1991868.html 人民網:武漢又創高溫記錄 昨日百年最熱一天]
  12. 湖南新聞網:浙江高溫記錄不斷刷新 成為全國最熱地區之一
  13. 大紀元:廣州出現五十三年來罕見高溫
  14. 美國兩百個城市單日高溫創歷史記錄
  15. 新華網:重庆创高温记录 南方各地暑热难耐
  16. 宜蘭出現焚風 高溫破入夏記錄:38.8度
  17. 日本全國氣象前十名
  18. 2001年氣候改變的科學基礎
  19. 地球系統研究實驗室:環球監察科
  20. 地球系統研究實驗室:環球監察科:消息公告
  21. 聯合國政府間氣候變化專門委員會:2001年的科學數據
  22. 真實氣候
  23. BBC新聞:發現植物也釋放甲烷
  24. Ealert
  25. [1]
  26. 溫室氣體資料庫
  27. http://www.grida.no/climate/ipcc_tar/wg1/007.htm
  28. http://www.realclimate.org/index.php?p=80
  29. 科學雜誌: The Scientific Consensus on Climate Change
  30. cgifunction=form 丹麥國家太空中心
  31. ReasonOnline:Stars in Her Eyes
  32. 政府間氣候變化專門委員會的第三份評估報告:第11章第2節
  33. 政府間氣候變化專門委員會的第三份評估報告:第11章第4節
  34. 政府間氣候變化專門委員會的第三份評估報告:第6章第13節
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  38. 產業溫室氣體排放管理及輔導計畫網站:溫室氣體減量電子報-第7期
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  58. Chinese object to climate draft, BBC, 5/1/07; In Battle for U.S. Carbon Caps, Eyes and Efforts Focus on China,by Steven Mufson, Washington Post, 6/6/07.
  59. India's glaciers give grim message on warming, by Somni Sengupta, 7/17/07, New York Times via oregonlive.com.
  60. Template:Cite news
  61. 全球暖化,焉知非福

参见 编辑

相關電影 编辑

外部链接 编辑

科學编辑

兩極監察编辑

其他编辑


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