2009年6月7日

搶救地球Let's Go—全球暖化與不時風雨

作者/郭鴻基(任教台灣大學大氣科學系)、林李耀(任職國家災害防救科技中心)、陳珮雯(就讀台灣大學大氣科學所博士班)

人類仰觀於天、俯察於地,天象氣象觀察源遠流長;老子有「飄風不終朝,驟雨不終日」之句,莊子有「問天地所以不墜不陷,風雨雷霆之故」之辭;中國古人更結合氣象變化與天體運行,定義二十四節氣,緊密結合氣象與農業。《史記》卷二十六談及曆書、四時及草木生長;卷二十七〈天官書〉言及天象星宿,都是最好的例子。經由觀測,人們發覺自然的運作規律,避免因未知而心生恐懼,荀子甚至提出「天行有常,不為堯存,不為桀亡」的樸素唯物觀念。

除了日夜寒暑等規律變化外,人們仍對「天有不測風雲」心懷恐懼。近數十年來因為全球暖化、世界人口財富大幅增加與天然災害頻傳,「不測風雲、旦夕禍福」更是被認為是氣候變遷的後果;當然《荀子》〈天論〉也提到「風雨之不時,……是無世而不常有之」。借用《易經》「變動不居」一詞,自然天氣與氣候的變動有周而復始的成分,但本身也有許多難以預測的變異。

自古地球環境變動從不停止,因為環境變動,所以達爾文認為生物為了適應環境,發生演化。我們身處於一個變動的世代:經濟、社會結構、自然環境都在變動。因為變動,所以人們想要預測變動,以因應變動,氣象預報就是一例。所以「變」是「常」,但「變」亦是「不常」,某些出現機率很微小的事件發生,便是「不常」。例如買樂透中了頭彩,或百貨公司週年慶,抽中了高級轎車一部,就是「不常」發生的事了。變動一直都在,所以何謂「常」?何謂「不常」?

近年來新聞媒體大幅度播送全球暖化新聞,加上《不願面對的真相》、《明天過後》等影片,社會大眾對氣候變化更加注意。近百年地球平均溫度最高的數年,皆發生在過去十來年,而二氧化碳濃度亦達歷史新高。伴隨這些氣候變動,許多人以「大災難」視之,認為是人類應最優先解決議題,減碳今日不做明日必定後悔。但由於事情涉及跨國政治運作,亦有相當程度困難,以備受重視的《京都議定書》而言,二氧化碳最大排放國的不肯加入,及協議中沒有對潛在最大排放國的規範,其減碳前景之不樂觀不言可喻。本文簡單討論激烈天氣與氣候變遷,希望能提出一些不同觀點,供讀者專家指正。

洗三溫暖的地球

透過冰芯、樹的年輪、沉積物、化石等之探討,古氣候學家重新建構出億萬年前至今的地球氣候溫度,地球的氣候史可視為一系列冰期與間冰期的組合。最大強度的氣候變遷是以億萬年的尺度變化,源自於板塊的運動及漂移,不同的海陸分布造成不同的氣候分布。地球最熱的時期是發生在5000萬年前,從海洋的18O沉積物定年發現,那時候的深海溫度比現在海洋溫度高20℃,那時地球表面是完全沒有冰的覆蓋的。極冰的第一次出現是在南極, 發生時間約在3000~1500 萬年前;北極的冰則出現在約600~500 萬年前。

第二大強度的氣候變遷則是以萬年的尺度變化。米蘭柯維奇提出,地球公轉軌道及自轉軸的變化(氣候學上稱為米蘭柯維奇循環, Milankovitch cycle),認為地球軌道的離心率、自轉軸傾斜角及歲差,造成太陽入射的輻射量有變化,而分別造成約10 萬年、4萬年及2萬5000年前的氣候變化。根據同位素重氫(D)的同位素定位,這樣的溫度變化在10℃左右,有足夠的影響力影響地球準冰期。【更詳細的內容,請參閱第474期科學月刊】

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