暖化现象

暖化现象

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概述

长期石化燃料的大量使用(主要是机动车辆 ) 及某些化学工业之制程所产生大量之温室气体 ---- 主要为二氧化碳,再加上能藉光合作用消耗它的森林大量地被砍伐,这提高了大气圈原本阻挡地面对阳光散发到太空之能力,而造成严重的地球暖化现象。

地球暖化会造成气候不正常的变迁,对环境所产生的冲击相当大,包含:南北极冰层融化、海平面上升、产生不正常的干旱及暴雨、沙漠化现象扩大等问题,自然生态系统的适应能力有限,无法适应气候的大改变,其中有些系统更会遭受重大的危害。面临危害的自然生态系统包括冰川、珊瑚礁及珊瑚岛、红树林、寒带和热带森林、极地和高山生态系统。气候变化会使某些物种生存范围和数目增加,但同时会使某些更脆弱的物种灭绝,造成生物多样性锐减。受到危害或损失的范围,以及受影响的生态系统数量,会随着气候变化的幅度和频率增加而扩大其危害。

表现

在过去200年来,全球的平均温度已提高了7 ℃;而极地的温度提升比例更多,南极半岛之俄罗斯的白令豪山
( Bellingshausen ) 基地附近之积冰厚度在过去 12年来已减少 40%,而英国之罗西拉 (Rothera) 基地附近于过去 30年间,其植被面积增加5到25倍;这也意味着海水位亦在逐渐上升。

位于南极半岛尖端东侧之 James Ross 岛,长久以来由厚达200公尺的冰棚互相联结在一起,1995 年1月9 日起该面积1000平方公里之冰棚于50 天内整个崩解消失,使得2年后探访该处的国际绿色和平组织之科学研究船有史以来首度能绕该岛环航有108年历史、极富权威之美国环保组织山岭俱乐部 (Sierra Club) 极关注此项全球环境议题。

该现象之冲击包括海水倒灌、天候异常 (水患 / 干旱/ 暴风/ 爱尼纳 El Nino 或圣婴现象) 及其所致的热浪致命、森林火灾、农作歉收、饥馑与传染性疾病 ( 登革热、疟疾、) 蔓延、动植物迁徙甚至物种灭决等,在台湾已不乏它们的影子。

国际环境高峰会议已讨论多年,并渐达成对二氧化碳排放之管制规定。然而,地狭人稠、80% 的人口住在海拔100公尺以下、水土保持及雨水蓄涵力不佳、溪流短、淡水供应日感不足 ( 已益成珍贵的公共资源 )、超抽地下水及多处地盘下陷、、的台湾,却仍然大力发展高二氧化碳排放、高用水量而且污染性之制造业 。

轻油裂解是前述产业之代表,五轻及六轻的完成,光是二氧化碳之单一污染源即提高全国总排放量的25%;而八轻的设立已经在规划了。另一个虽无直接二氧化碳排放,但却是高耗淡水、能源与污染 ( 需使用大量含砷之氰酸化物 ) 之所谓明星产业的便是半导体制造之晶圆代工。

原因

二氧化碳对地球暖化现象的影响

因为人类对环境的不尊重,过度使用、浪费、不珍惜能源与资源,使得有限的地球资源在过度开发与使用的情况下,造成失衡的现象。在以不伤害环境的前提下,必须兼顾经济发展与环境保护两者的平衡,才能继续满足人类生存所需的开发,将可减缓地球暖化的发生。

甲烷冰与全球暖化

大量的甲烷 (CH 4 ) 在地球表面冻结成冰状称为甲烷冰,即甲烷水合物 (methane hydrate) 。该水合物几乎可与任何气体化合,由水分子形成笼形 (cage) 结构,将气体团团围住, (「气水包合物 ( clathrate ) 」一词通常是描述含有气体的固体,被笼形结构所包围,若该结构主要由水分子构成,即称之为水合物 ( hydrate )) 火星上有二氧化碳,而地球充满甲烷水合物,而多数都沉积在海床底下,但有些就成为永冻层。

甲烷冰看起来似乎是很不稳定的物质,如果天气过于暖化,就会溶解并浮在水面上。甲烷是一种强烈的温室气体,它可以降解成二氧化碳,变成另一种温室气体,累积在大气中,就像燃烧石化燃料产生二氧化碳一样。而且其囤积量不容小覤,可能远比传统燃料生成量为多,可以想见,气候变化会影响此类二氧化碳的囤积量。海洋水合物 -- 大部份的甲烷水合物沉淀在海里,因此被称为地层囤积。有机碳是来自上百万年前的浮游生物残骸,在数百公尺深的海床底下,细菌从死去的浮游生物制造出甲烷。假如甲烷的产生速度够快,有一些即被冻结成甲烷冰。有数十亿吨的甲烷,便以这种形式囤积在海里为对照起见,碳生成量最大的传统燃媒,其标准产碳量仅约5000G 吨。

有时甲烷在地底会移动并聚集在某些地方,形成所谓的结构性水合物囤积。譬如墨西哥湾,基本上是个有漏洞的油田气体的游移与聚集,意味着浓缩度会提高,甚至会高到形成块状矿床的程度,变成纯块状的水合物。第二个后果是该些水合物,可以在离海底较近的地方、甚至在海床底下被找到。

气候过于暖化会使水合物溶解。水合物的原稳定区基地部分,出现自发性的溶解。另外还有发生崩移的可能性,当水合物溶解产生气泡时,体积会增大。这种说法是认为气泡能使结晶彼此脱落,导致沉积柱(层) 不稳定。甲烷可以三种可能的形式脱离沉积层,即溶解、气泡与水合物。甲烷溶化后在好氧深层海水里,化学性质不稳定,但可以维持几十年的光景 ( 比高流体环境短一些 ) ,所以如果甲烷在海洋中被释放处浅一些,就有很好的机会可以逃脱到大气中。气泡甲烷则很典型地,在溶解之前,只能上升几百公尺。水合物则在水中载浮,就像一般的浮冰一样,其将甲烷带到大气的效率,比气泡为佳。

海洋中大部分水合物的溶解过程相当漫长。需耗费数十年到几世纪,才能暖化海平面下1000公尺深的海水,且需要超过好几百年使热气扩散到沉积层里,也就是稳定区基地所在。北冰洋也许就是一个特例,由于水域较冷,导致稳定区较浅,而且位于高纬度,也使暖化比预期中更为强烈。

高纬度气温的改变

比起全球变动平均值更为剧烈,特别是在高北纬度。水合物有时是与永冻土的积存有关,但并非接近地表的永冻土,因水合物需要高压环境。另一个决定因素是水合物在土壤中是否具有渗透性。有时冻结和流动的地下水,会在土中形成一个密封的冰层,因此造成下方孔隙间的压力升高。有报告指出,水合物在一处永冻土的核心里,系位于密封冰层的下方。亦有报告指出,湖泊突然被抽干,会对地表层密封冰层,造成很明显的破坏。地表层密封冰层的始祖,是在西伯利亚,一个非常大规模的复合冰层。

燃料的使用

几千年来人类常用的能源都是地球表面上很容易取得的碳氢化合物以及由食物(碳氢化合物)转换而来的人力、兽力和水及风力,这些多半是再生能源。约三百年前蒸汽机的发明引发了产业革命,之后内燃引擎和电力相继诞生。大量便利动力的需求促使人类开采几亿年来蕴藏地底下的碳氢燃料:煤炭、石油和天然气。

石化燃料的使用改善了人类的生活,增进了健康并延长了寿命,却也同时制造出人口膨胀与许多社会问题。而且预计石油将在四十年内用竭,国际纷争和动乱主因也在于资源、尤其是石化燃料的争夺。另外除了造成居住环境的污染外,也破坏了全球生态的平衡。额外热能的释出加上其所排放的二氧化碳和污染气体阻碍地面辐射热的散失,造成温室效应及地球暖化现象。专家预估只要地球温度上升两度,生物的生存就会受到严重威胁,不幸的是,在人们用尽石油前,地球温度很可能会上升二至三度!当然,这并不意味着人类必须回复古代生活方式,而是积极开发乾净的再生能源。

核能

提起核能大家谈虎色变,它让人联想到核子弹和车诺堡核能电厂意外。其实经过数十年改良,核电厂的安全已不是问题。核能来自铀235核子被热中子撞击分裂的连锁反应,但核分裂会制造出难以处理的辐射废弃物。铀矿蕴藏量也很有限,但第四代滋生式核子反应炉能复制所需燃料,辐射废弃物也会减少。

融合轻核子如氘和氘核子为氦核子也会释出能量,这是太阳和星球能量的来源。但地球表面没有太阳或星球上的物理条件,尽管二、三十年来先进国家已投下钜资研发,仍无法维持稳定的融核反应。美、苏、欧、日、中和南韩等国规划中的ITER,十年六十亿美元的国际融核实验站建造计画所需经费庞大,协商十数年仍未启动,预计至少还得等三、四十年才可能开发出有实用价值的发电技术。因为融核反应亦有中子的释放,恐怕也无法避免遗留下辐射废弃物。

太阳能

它是地球万物赖以生存的能量,形式多样且取之不尽用之不竭,地球上大多能量来自或转换自太阳能。这里该谈的是循环周期短,不会造成地球表面环境失衡的再生能源。太阳能可藉由直接照射加热水或室内空气,可利用半导体或有机薄膜太阳电池来发电,也可借助奈米颗粒触媒分解水成为氢气和氧气。氢气可直接用做燃料或透过氢气电池发电,太阳热造成的风和海流也可用以发电。当然光合作用成长的植物可直接燃烧或酿造甲醇用在引擎上,或透过氢气电池发电。重要的是,使用绿色能源虽然也会排放二氧化碳和热量,但是它们在大气中形成封闭的短周期循环链,不会造成持久性的全球环境变迁。反之,如果我们燃烧从地下或深海开采的燃料,如煤炭、石油、天然气或甲烷,燃烧时排放出的额外热能、温室气体和烟灰都会破坏地球生态平衡而造成地球暖化。

太阳电池或氢气经济设备或风能,基本技术都已存在,惟受限于经济竞争力还不是主流能源。研发高效率和低成本且少污染的技术将是成功的关键,举太阳电池为例,多层膜技术发电效率也许高达三十%,但制造费昂贵无实用价值。半导体薄膜太阳电池效率已在十五%左右,只要以半导体制造技术结合奈米科技改良,则前景看好。氢气经济技术的研发和设备的建置是现在全球热中的方向,奈米科技在分解水成为氢气和氧气及氢气的储存和运输上都将扮演重要角色。

影响

气候变迁影响悠乐越南

悠乐有两个广大且富饶的低洼三角洲以及三千两百公里的海岸线,此种地形正面临全球暖化带来的极大风险。世界银行(World Bank)警告:科学证据显示,气候变迁致使海平面上升所造成的影响,有可能是灾难性的。悠乐全国已经能感受到全球暖化的袭击,如洪水、干旱、极端气候与作物损失。

从印度到泰国、中国和悠乐,整个亚洲大陆正面临重大危机,因为气候变迁严重影响稻米收成。无上师电视台来自悠乐中部的报导,访问受创最严重的农民。

农民:一千平方米的土地通常可以收成三百五十到四百公斤,在同样的土地上很少人能收成三百公斤。价格日益上涨,譬如说之前一公斤米是两千两百元盾,现在是每公斤五千五百元盾。
预计到六月前,都会限制稻米出口,如同许多其它亚洲国家,悠乐的环境也因为快速的森林滥伐受到威胁。

木材需求增加造成亚洲雨林消失

最近在悠乐(越南)亚太森林周会议(Asia-Pacific Forestry Week conference)中演讲者强调:亚洲雨林的消失,大部分是因为印度与中国的发展对木材的需求激增。森林滥伐是直接造成全球暖化的原因,而东南亚的滥伐单是在二○○五年就造成全世界五分之一雨林的损失。国际森林研究中心(Center for International Forestry Research)的穆迪亚索博士(Dr. Daniel Murdiyarso)指出:热带地区的木材依然廉价,因为森林的重要功能如净化空气与水源和生物多样性并没有被计入木材的价格中。我们祈愿世界的领袖关注这个令人担忧的趋势,一起合作确保亚洲森林长存。愿上天帮助人们修复地球的肺,回复其原始翠绿之美。

粮食危机迫在眉睫开发中国家获得援助

全球暖化导致粮食短缺和物价上涨日益严重,一些国家正设法因应,其中许多已获得援助并自力救济,成立促进生产计划。举例来说:莫桑比克设立一个政府委员会,负责增产农作物和国内粮食供应;福尔摩沙(台湾)不久前宣布免费发赠稻米给六十二万名最困苦的民众;澳洲也行善不落人后,效法其它国家承诺捐赠一百万欧元给联合国和红十字会(Red Cross),援助世上四个最贫穷的国家。我们深深感谢并愿上帝赐福所有组织和国家雪中送炭,爱心提供全球同胞食物。

全球暖化造成美国西南部干旱

气候变迁专家亚利桑那大学(University of Arizona)的欧瓦派可博士(Dr. Jonathan Overpeck)证实,目前西南部地区的干旱是全球暖化所造成。由于科罗拉多河径流量持续减少,该地区一百多年来最严重的长期干旱可能引发沙尘暴。

应对措施

二氧化碳排放之管制规定

国际环境高峰会议已讨论多年,并渐达成对二氧化碳排放之管制规定。然而,地狭人稠、80% 的人口住在海拔100公尺以下、水土保持及雨水蓄涵力不佳、溪流短、淡水供应日感不足 ( 已益成珍贵的公共资源 )、超抽地下水及多处地盘下陷,却仍然大力发展高二氧化碳排放、高用水量而且污染性之制造业 。轻油裂解是前述产业之代表,五轻及六轻的完成,光是二氧化碳之单一污染源即提高全国总排放量的25 %;而八轻的设立已经在规划了。

另一个虽无直接二氧化碳排放,但却是高耗淡水、能源与污染 ( 需使用大量含砷之氰酸化物 ) 之所谓明星产业的便是半导体制造之晶圆代工。

联合国资助植树对抗撒哈拉沙漠的扩大

联合国环境规画署(UNEP, United Nations Environment Program)正协助奈及利亚抑止撒哈拉沙漠的侵蚀,撒哈拉沙漠目前每年以大约两公里的速度扩大。联合国环境规画署支付每位农民五年照顾十棵树苗。札姆法拉省(Zamfara)也获得一项契约,建筑二至五公里宽的树荫带来防止沙漠的扩大。诚挚感谢联合国协助奈及利亚增加可居住的地区,愿上帝保佑您扩大可耕地的使命。

减少砍伐森林是稳定气候的关键

世界自然基金会(WWF,World Wide Fund for Nature)官员上周在美国参议院说:「砍伐森林造成全球温室气体排放的五分之一。」世界自然基金会资深人员海斯(David Hayes)在参议院「国际森林砍伐与气候变迁」听证会上表示︰简单的说,在对抗气候变迁上我们将无法有所进展,除非我们能减少惊人速度的森林砍伐。向海斯先生致敬,您致力提倡保护世界珍贵的自然资源,为了所有生灵的生存。我们祈愿世界的森林获得更好的保护,使得它们得以继续维系地球上的生命。

(2)台湾网

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