地球暖化 六庚 王麒凱

全球暖化（global warming） 指的是在一段時間中，地球的大氣和海洋因溫室效應而造成溫度上升的氣候變化現象，為公地悲劇之一，而其所造成的效應稱之為全球暖化效應。 在20世紀時，全球平均接近地面的大氣層溫度上升了攝氏0.74度。普遍來說，科學界發現過去50年可觀察的氣候改變的速度是過去100年的雙倍，因此推論該時期的氣候改變是由人類活動所推動。 二氧化碳和其他溫室氣體的含量不斷增加。 正是全球暖化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。自從1950年，太陽輻射的變化與火山活動所產生的變暖效果比人類所排放的溫室氣體的還要低。[3][4] 這些結論得到30多個來自八大工業國家的研究團體所確認。 美國加利福尼亞大學的科學家在太平洋中央夏威夷的茂納羅亞峰上設立4個7米高和一個27米高的採樣塔，每小時採樣4次，分析二氧化碳的變化情況。

目前全球平均溫度的變化，二氧化碳濃度的變化與氣溫上升，實際上並沒有直接的關係，從工業革命開始，二氧化碳的含量急劇增加，雖然植物的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並固定成碳酸鈣，但空氣中二氧化碳的含量還是逐步增加。根據美國維吉尼亞大學和英國東安格里亞大學聯合研究的結果，在進入20世紀後半葉，全球溫度上升的趨勢非常明顯，溫度變化情況見下圖。

全球性的溫度增量帶來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、颶風和龍捲風。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。預計全球暖化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暖化。因為二氧化碳在大氣中有50年到200年的壽命[9]，很多研究集中在2100年或之前的時間。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。

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 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與小冰河時期，但是大眾相信全球溫度是相對穩定的。 根據美國國家航空暨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年是地球有溫度記錄以來第二溫暖的年份，比1998年的年平均地表溫度記錄低了0.06攝氏度。世界氣象組織和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。[12][13] 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 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度，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[14][15]，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。[16]2004年7月，廣州的罕見高溫打破了53年來的記錄。[17]2005年7月，美國有兩百個城市都創下歷史性高溫記錄。[18] 2006年8月16日，中國重慶最高氣溫高達43度。[19] 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。[20] 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。[21]

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、火山活動及溫室氣體。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暖化的主因。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及甲烷，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，反而應該側重於大氣層中二氧化碳及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 在過去65萬年，大氣層二氧化碳與全球溫度的圖表 1980年至2003年，全球主要溫室氣體的趨勢圖 燃料類造成的排放比較 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4000萬年的二氧化碳含量比較高。在過去的20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。[22]1958年在夏威夷大島海拔約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%。[23][24] 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。 甲烷是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。[25] 最近的證據顯示，森林也許是甲烷的來源[26][27]。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。