全球變暖

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全球變暖（global warming）

　　全球變暖或稱全球暖化，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變暖效應。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”意味著人類對環境的影響。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。

　　在1906至2005年間，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。正是全球變暖的人為因素中主要部分。據資料顯示，大氣中一氧化二氮（N2O)的含量比18世紀中草（1750年）工業革命開始從275ppbv增加到310ppbv，二氧化碳（CO2）的含量從280ppmv增加到360ppmv，甲烷（CH4）從700ppbv增加到1720ppbv，這些增長趨勢主要緣於人類的活動。燃燒化石燃料、清理林木和耕作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高。這些結論得到30多個來自九大工業國家的研究團體所確認。

　　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。

　　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氣候（extreme weather）事件更強更頻繁，譬如洪水、旱災、熱浪、颶風和龍卷風。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。因為二氧化碳在大氣中有50年到200年的壽命，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0.75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。

　　根據美國國家航空航天局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。

　　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，中國大陸上海、杭州、武漢、福州都破了當地高溫記錄，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。2004年7月，廣州的罕見高溫打破了53年來的記錄。2005年7月，美國有兩百個城市都創下歷史性高溫記錄。2006年8月16日，中國重慶最高氣溫高達43度。臺灣宜蘭在2006年7月8日溫度高達38.8度，破了1997年的記錄。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。

　　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變暖的主因。可是，科學界外仍然對此結論有爭議。不過暖化的主要因素是太陽輻射線增強，及地球已在適居線邊緣，溫室氣體只占其中的一小部分。

　　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錶面，導致兩極冰塊溶解。陸地與開放水域便占據更多的地方。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，迴圈不斷持續。

　　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。

　　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）部分長波的紅外線輻射。這樣使地球難以降溫。它們能暖化地球多少是以全球變暖勢能作指標。

　　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%。而現在的水平已經長期高於380百萬分率,並即將突破400ppm。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。

　　1958年在夏威夷大島海拔約3400米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%。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泄漏出來。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。最近的證據顯示，森林也許是甲烷的來源。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。

　　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。政府間氣候變化專門委員會的《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。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。

　　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）、工業及農業體增多。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。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和氧化亞氮。

　　正回授效果會導致更多溫室氣體的來源。譬如從西伯利亞永久凍土中的泥煤田釋放的甲烷可能多達7百億噸。註意人類排放的污染物如硫酸鹽氣溶膠有冷卻的作用。雖然被干擾的自然迴圈可能導致二十世紀中期的溫度記錄中所見的高原，但那些人類排放的污染物在某個程度上也引致同樣的溫度記錄。

　　人類曾企圖測量關於“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。 在科學雜誌中，加利福尼亞大學聖地牙哥分校的歷史學教授納奧秘·奧勒斯克斯從科學資訊機構中的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。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。
• 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。

• 由於海洋溫度升高，海水體積膨脹，南極和格陵蘭的大陸冰川也會加速融化，導致海平面上升，會淹沒沿海低海拔地區。例如大洋洲島國圖瓦魯已被水淹沒。全世界有3/4的人口居住在離海岸線不足500公裡的地方，陸地面積縮小會極大地影響人類居住環境，甚至可能導致戰爭。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。（要註意，廣為流傳的“海洋上漂浮的冰川的融化會導致海平面上升”的說法是錯誤的。根據阿基米德原理，實際上，海洋上漂浮的冰川融化後海平面仍會保持不變。只有當陸地的冰川融化後流入海洋才會改變海平面的高度）
• 由於海洋溫度升高，水蒸發加快，大量水氣被輸送進入大氣，會導致局部地區短時間內降雨量突然升高，這樣暴雨天氣就會導致水災、山體滑坡、泥石流等更加頻繁的發生，位於河流沿岸的城市和位於河流下游的廣大地區因此受到洪水的威脅，水災面積因為短時的強降水而迅速擴大，水土流失問題也比過去更加嚴峻。
• 由於大氣溫度升高，導致熱帶傳染病向高緯擴散，目前已有熱帶傳染病擴散的跡象。而過去在低溫下難以存活的病毒隨著冬季溫度上升，有全年活動的可能，最近一段時間的監控發現，過去已經得到控制的疾病如結核病等有再度爆發的可能。
• 由於大氣溫度升高，令蒸發量上升，在以往乾旱少雨的地區面臨更加嚴峻的考驗，而不正確的耕作方法很有可能讓以前植物覆蓋的半乾旱地區失去保護成為半沙漠化地區，從而導致內陸地區沙漠化加速，沙漠有擴大的危險（實際上沙漠化問題已經困擾著東亞和中亞國家，在撒哈拉邊界地區更是情況堪憂）。
• 由於溫度升高，如果食物鏈中的上層和頂層生物如果不作出相應變動就會嚴重危機到種群的繁殖和發展，整個生物多樣性會受到威脅，許多物種會加速滅絕的步伐。
• 由於兩極冰山崩塌，北歐、南美近極地的地方溫度會迅速下降（因冰溶化有溶化比潛熱，大量冰同時溶化會吸取大量能量以作溶化之用，所以近極地的地方溫度會迅速下降），會嚴重影響當地生態系統，造成不可逆的變化。
• 澳洲流行病學家安東尼奧·麥克邁克爾於美國微生物學會的會議上提出警告，表示全球變暖使得多種流行病的流行模式發生改變增加爆發機會。
• 由於極端氣候會使農作物失收，減少糧食供應，在一些地區造成嚴重的經濟損失，甚至引致饑荒，例如乾旱會使非洲的荒漠化範圍擴大，農地生產力下降。