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溫室效應：造成全球暖化衝擊生態環境

何謂 ‘溫室效應’

‘溫室效應’是指地球大氣層上的一種物理特性。假若沒有大氣層，地球表面的平均溫度不會是現在合宜的15℃，而是十分低的-18℃。這溫度上的差別是由於一類名為溫室氣體所引致，這些氣體吸收紅外線輻射而影響到地球整體的能量平衡。在現況中，地面和大氣層在整體上吸收太陽輻射後能平衡於釋放紅外線輻射到太空外。但受到溫室氣體的影響，大氣層吸收紅外線輻射的份量多過它釋放出到太空外，這使地球表面溫度上升，此過程可稱為‘天然的溫室效應’。但由於人類活動釋放出大量的溫室氣體，結果讓更多紅外線輻射被折返到地面上，加強了‘溫室效應’的作用。

 

關於溫室效應（Greenhouse effect），根據環保署的環保名詞定義為：從太陽輻射出來的光線原本波長較小，越過大氣層時可以穿透具有與玻璃一樣效應的二氧化碳、甲烷、一氧化二氮、臭氧、氟氯碳化物等氣體而抵達地球表面；然而，抵達地球表面的陽光經地表反射後波長較長，會被二氧化碳等氣體阻擋，不容易散失於大氣外，以致地球上的溫度逐年增高。

自從工業革命以來，人為活動如工廠與汽機車排放廢氣所產生的溫室氣體濃度明顯增加。根據聯合國氣候變化政府間專家委員會（IPCC）的第3次評估報告指出，20世紀全球平均地表溫度已增加0.6℃，海平面已上升0.1至0.2公尺，若再不採取任何防制措施，到了2100年，全球平均地面氣溫將比1990年增加1.4－5.8℃，海平面將上升0.09－0.88公尺，對於地勢不高的沿海低窪地區及島嶼國家，將造成嚴重威脅。另外，溫室效應對於整個生態環境及全球氣候，也將造成深遠而不可知的影響。

於是聯合國在1992年通過「氣候變化綱要公約」（Framework Convention On Climate Change, FCCC），期望全世界共同努力抑制溫室氣體的排放，目標為「將大氣中溫室氣體的濃度，穩定在防止氣候系統受到危險的人為干擾水準上」。1997年氣候變化綱要公約第3次締約國大會中通過的「京都議定書」，明訂針對6種溫室氣體進行削減，包括二氧化碳、甲烷、氧化亞氮、氫氟碳化物、全氟碳化物及六氟化硫，其中以氫氟碳化物、全氟碳化物及六氟化硫造成溫室效應的能力最強，但二氧化碳由於含量較多，對全球升溫的貢獻百分比約為55%。

溫室氣體種類

溫室氣體佔大氣層不足1%。其總濃度需視乎各‘源’和‘匯’的平衡結果。‘源’是指某些化學或物理過程使得溫室氣體濃 度增加，相反‘匯’是令其減少。人類的活動可直接影響各種溫室氣體的‘源’和‘匯’，也因此改變了其濃度。

大氣層中主要的溫室氣體可有二氧化碳(CO2)，甲烷(CH4)，一氧化二氮(N2O)，氯氟碳 化合物(CFCs)及臭氧(O3)。大氣層中的水氣(H2O)雖然是‘天然溫室效應’的主要原因，但普遍認為它的成份並不直接受人類活動所影響。表一顯示了一些溫室氣體的特性。

 

溫室氣體

源

匯

對氣候的影響

二氧化碳(CO2)

1) 燃料

2) 改變土地的使用（砍伐森林）

1) 被海洋吸收

2) 植物的光合作用

吸收紅外線輻射，影響大氣平流層中O3的濃度

甲烷(CH4)

1) 生物體的燃燒

2) 腸道發酵作用

3) 水稻

1) 和OH起化學作用

2) 被土壤內的微生物吸取

吸收紅外線輻射，影響對流層中O3及OH的濃度，影響平流層中O3和H2O的濃度， 產生CO2

一氧化二氮(N2O)

1) 生物體的燃燒

2) 燃料

3) 化肥

1) 被土壤吸取

2) 在大氣平流層中被光線分解與及和O起化學作用

 

吸收紅外線輻射，影響大氣平流層中O3的濃度

臭氧(O3)

光線令O2產生光化作用

與NOx，ClOx及HOx等化合物的催化反應。

吸收紫外光及紅外線輻射

一氧化碳(CO)

1) 植物排放

2) 人工排放

（交通運輸和工業）

1) 被土壤吸取

2) 和OH起化學作用

 

影響平流層中O3和OH的循環，產生CO2

氯氟碳化合物(CFCs)

工業生產

在對流層中不易被分解，但在平流層中會被光線分解和跟O產生化學作用

吸收紅外線輻射，影響平流層中O3的濃度

二氧化硫(SO2)

 

1) 火山活動

2) 煤及生物體的燃燒

 

1) 乾和濕沉降

2) 與OH產生化學作用

 

形成懸浮粒子而散射太陽輻射

表一：幾種主要溫室氣體的特性 (資料來源:香港天文館)

‘全球變暖潛能’(Global Warming Potential)

各種溫室氣體對地球的能量平衡有不同程度的影響。為了幫助決策者能量度各種溫室氣體對地球變暖的影響，‘跨政府氣候轉變委員會’ (Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC)在1990年的報告中引入‘全球變暖潛能’的概念。‘全球變暖潛能’ 是反映溫室氣體的相對強度，其定義是指某一單位質量的溫室氣體在一定時間內相對於CO2的累積輻射力。表二列出 ‘跨政府氣候轉變委員會’報告內一些溫室氣體的‘全球變暖潛能’。對氣候轉變的影響來說，‘全球變暖潛能’的指數已考慮到各溫室氣體在大氣層中的存留時間與及其吸收輻射的能力。在計算‘全球變暖潛能’的時候，是需要明瞭各溫室氣體在大氣層中的演變情況(通常不太了解)和它們在大氣層的餘量所產生的輻射力(比較清楚知道)。因此，‘全球變暖潛能’含有一些不確定因素，以CO2作為相對比較，一般約在±35%。

*輻射力的定義是由於太陽或紅外線輻射份量的轉變而引致對流層頂部的平均輻射改變。輻射力影響了地球吸收和釋放輻射的平衡。正值的輻射力會使地球表面變暖，負值的輻射力使地球表面變涼。

 

溫室氣體

留存期 (年)

全球變暖潛能

20年

100年

500年

二氧化碳 (CO2)

未能確定

1

1

1

甲烷 (CH4)

12.0

62

23

7

一氧化二氮 (N2O)

114

275

296

156

氯氟碳化合物 (CFCs)

--

--

--

--

i)

CFCl3 (CFC-11)

45

6300

4600

1600

ii)

CF2Cl2 (CFC-12)

100

10200

10600

5200

iii)

CClF3 (CFC-13)

640

10000

14000

16300

iv)

C2F3Cl3 (CFC-113)

85

6100

6000

2700

v)

C2F4Cl2 (CFC-114)

300

7500

9800

8700

vi)

C2F5Cl (CFC-115)

1700

4900

7200

9900

表二：各種溫室氣體的‘全球變暖潛能’

*排放1Kg該種溫室氣體相對於1Kg CO2 所產生的溫室效應（資料來自政府間氣候變化專門委員會第三份評估報告,2001)

全球暖化的影響

全球溫暖化造成的影響包括：極地冰原融化，海平面上升，淹沒較低窪的沿海陸地，衝擊低地國及多數國家沿海精華區，並造成全球氣候變遷，其中包括:導致不正常暴雨、改變了原本降雨及降雪的週期和模式、造成乾旱和野火燎原的現象、大幅降低降雪量和沙漠化現象擴大，對於生態體系、水土資源、人類社會經濟活動與生命安全等都會造成很大的傷害，諸如: 改變了動物原有的遷徙習慣和其生命週期及影響植物生長的生命週期、泥煤解凍、海水暖化和珊瑚死亡等等。

 

版權所有: 2015PlantSave

溫暖化對台灣的影響則包括：海平面上升會增加海水倒灌機會，減少陸地使用面積，對淺海養殖業生態將產生衝擊。若大氣中二氧化碳濃度增加1倍，將會對棉花、黃瓜、稻米等作物造成影響。而且氣溫上升，降雨量減少，玉米將減產10－20%、小麥減產7－8%，整體農作面積將逐漸減少。溫度升高可能導致漢他病毒、腦炎、登革熱、過敏性氣喘等疾病增加的機率。

 

從若干關鍵性指標，我們可以明顯地發現全球暖化的嚴重程度，包括:冰川融化、冰雪覆蓋面積減少、林線向地球兩極上移、冬季縮短，春天提早到來、物種向地球兩極遷徙、濕度上升、地表溫度上升、對流層空氣溫度接近地表、海平面上升、海面浮冰融化、海水熱含量上升、地表氣溫超過海洋溫度、海面溫度上升、冰原崩移...

 

資料來源: Wikipedia “Effects of Global Warming”

 

減低溫室效應的影響，我們可以做的事情有──

 

從內心去珍惜能源、愛惜環境，降低能源的使用量及提高能源的使用效率。在日常生活中隨手關燈、節約用電，出門多搭乘公共交通工具，能步行更好，以節省汽油的消耗量。這些都是我們每個人做得到的事。

 

資料來源及參考資料:

版權歸屬台灣環境資訊協會(沈姍姍 彙編，何雅玲 審校)

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